JPH0699303A - チャック爪自動交換装置に使用するロボットハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ロボットの三次元移動自在な支持腕３１０の
先端に取付けたハンド本体１８９に、ボールねじ機構２
０４を介して爪１２を引掛可能なシフト体２０１を上下
動自在に設けるとともに、シフト体２０１に引掛られた
爪１２を上下方向に嵌入案内する左右の案内ブロック１
９８を設けた。 【効果】 ストッカー−カセット間のロボットハンドに
よる爪の交換を確実に行ない得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、チャック爪自動交換装
置に使用するロボットハンドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のチャック爪自動交換装置として
は、本出願人により特開昭６１−７１９０５号公報に開
示されたものがあり、これは、チャックと爪貯蔵マガジ
ン（爪保持具）との間で爪移動装置により爪を自動的に
交換し、別個に配置した爪ストッカーと爪貯蔵マガジン
との間で、ロボットの三次元移動自在とされた手首に設
けた開閉自在のグリッパ（ロボットハンド）により爪を
交換するようになっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のチャック爪
自動交換装置では、爪ストッカーと爪貯蔵マガジンとの
間でのグリッパによる爪の交換において、グリッパによ
り把持された爪は、この重量が大きくなると、搬送途中
に振動等の影響により爪の把持状態が変わり、相手側に
うまく入らないことがあった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本願では、チャックと爪保持具との間で爪を自動的に交
換するとともに別個に設けたストッカーと爪保持具との
間でロボットハンドにより爪を自動的に交換するように
したチャック爪自動交換装置において、前記ロボットハ
ンドを、その本体に、爪を引掛可能なシフト体を上下動
自在に設けるとともに、このシフト体に引掛けられた爪
を上下方向に嵌入案内する案内ブロックを設けて構成し
たことを特徴とする。

【０００５】

【作用】ストッカーと爪保持具との間での爪交換におい
て、ロボットハンドは一方に保持された爪まで移動し、
この爪は、下降状態のシフト体に引掛けられ、さらにシ
フト体の上昇により案内ブロックに嵌入案内される。そ
して爪はこの正確に位置決め保持された状態を保たれた
ままロボットハンドの移動により他方まで搬送される。

【０００６】

【実施例】次に、図面においてチャック爪自動交換装置
３２０の実施例について説明するが、工作機械１の主軸
３に取付けられるチャック６（本実施例では３爪チャッ
クとして示す）は爪をチャックの半径方向に移動して着
脱を行なうものであり例えば本出願人により特開昭６１
−７１９０５号公報に開示されたものである。先ず図
１，２，３において、各装置を搭載するテーブル３４
は、前後動シリンダ３５の作動により主軸台２上の案内
ベースレール３２上を前進端位置（図２に示す）と後退
端位置（図７に示す）とに移動する。

【０００７】テーブル３４にはその前方に、爪１２を案
内する凹型状のガイドブロック８７が取付られている。
このガイドブロック８７の後面には、後述の爪外しシリ
ンダ９１のシリンダ本体９２が固定され、このシリンダ
本体９２の上面には、Ｔ字型の左右のカセット案内レー
ル４１が設けられている。このカセット案内レール４１
の上面には、その長手方向全長にわたって取付溝１６１
が形成され、この取付溝１６１には、断面Ｌ字型の左右
のピン案内レール５５が取付けられている。ピン案内レ
ール５５は後述の爪外しシリンダ９１の上ピストンロッ
ド９１ａと対向する部分が切欠かれている。

【０００８】前記カセット案内レール４１には、カセッ
ト３９下面に形成したＴ字溝１６２（図２に示す）が嵌
合され、カセット３９はカセット案内レール４１上を摺
動移動自在とされている。このカセット３９は、その前
面及び上下面に開放する四本の保持溝（右端のものより
順に第１，第２，第３，第４保持溝１６３，１６４，１
６５，１６６とする）が等間隔に設けられ、各保持溝１
６３，１６４，１６５，１６６を形成する左右の対向面
は爪１２の摺動部１３を案内する案内溝４５となってい
る。またカセット３９の後面の略中央部には、後述の位
置決めピン７６が嵌着する位置決め孔４６が穿設されて
いる。カセット３９には各保持溝１６３，１６４，１６
５，１６６の前面に摺動孔１６７が穿設され、この摺動
孔１６７内には、その先端が爪１２前面のラック歯１６
と係合する係止片５３に形成された爪係止ピン５１が前
後動自在に嵌装されている。この爪係止ピン５１の周面
には案内ピン１６８が植設されている。また、カセット
３９には、前記摺動孔１６７と一部を交差する上下方向
の貫通孔１６９が穿設され、この貫通孔１６９には、作
動片１０４が摺動自在に嵌装されている。この作動片１
０４の切欠面には、垂直部１７１及び傾斜部１７２より
成る案内溝１７３が形成され、この案内溝１７３内に
は、前記爪係止ピン５１の案内ピン１６８が係合してい
る。また作動片１０４の下端部には、爪外しシリンダ９
１の上ピストンロッド９１ａの引掛部１８３または前記
ピン案内レール５５と係合可能な係合部１０６が形成さ
れている。

【０００９】次に、トラバース装置６５について説明す
る。先ず周知のマグネット式ロッドレスシリンダ（例え
ば本出願人により実開平２−２１３０５号に開示されて
いるもの）であるトラバースシリンダ６６について説明
すると、テーブル３４上に取付けられた左右の側板７０
間には、シリンダチューブ６６ａが取付けられ、このシ
リンダチューブ６６ａには摺動自在にスライダ７２が嵌
装されている。このスライダ７２の前面にはＬ型の取付
部材１７５が取付けられこの取付部材１７５前面には、
前記カセット３９の位置決め孔４６に嵌入する位置決め
ピン７６が固定してあり、また、取付部材１７５の下部
は左右の側板７０に夫々取付けた左右のストッパボルト
８１，８２（図１に示す）と当接可能な当接部材８０と
なっている。

【００１０】次に、前記トラバースシリンダ６６と同様
にしてマグネット式ロッドレスシリンダであり、三位置
に停止可能なストッパシリンダ６８について説明する。
テーブル３４上の前後の取付板１７６間にはシリンダチ
ューブ１７７及び案内ロッド１７８が並設され、シリン
ダチューブ１７７，案内ロッド１７８には、スライダ１
７９が前後方向に摺動自在に嵌装されている。このスラ
イダ１７９の下面には、支持部材１８０が取付けられ、
この支持部材１８０には、前記カセット３９の保持溝１
６３，１６４，１６５，１６６間ピッチと同じ長さの規
制ピン１８２とこのピッチの２倍の長さの規制ピン１８
１が前後に並設されている。従って、所望時にストッパ
シリンダ６８を作動してスライダ１７９を中間突出位置
又は前進突出位置に位置させると、長短の規制ピン１８
１，１８２のどちらかが左ストッパボルト８１と当接部
材８０との間に入り込み、トラバースシリンダ６６のス
ライダ７２の左方へのトラバースを規制し、保持溝１６
４（１６５）をガイドブロック８７の鉛直上方に位置決
めするようになっている。

【００１１】次に爪外しシリンダ９１について説明する
と、図２に示すように両ロッド型シリンダであり、下ピ
ストンロッド９１ｂの下端には、取付板９３を介してチ
ャック６の噛合部材１８（爪のラックとかみあう）を前
後進させるために操作ピン１９を押込む押込ピン９４が
設けられている。また上ピストンロッド９１ａの上端
は、前記カセット３９に設けた作動片１０４の係合部１
０６と係合する引掛部１８３に形成されている。従って
図２に示すように上昇状態の爪外しシリンダ９１を作動
して上ピストンロッド９１ａとともに作動片１０４を下
降させると、爪係止ピン５１は、その案内ピン１６８が
作動片１０４の案内溝１７３の傾斜部１７２に案内され
非係止方向に後退され、爪係止ピン５１先端の係止片５
３が爪１２のラック歯１６との係合を止め、その後さら
に上ピストンロッド９１ａ及び作動片１０４は下降する
が、爪係止ピン５１の案内ピン１６８は、作動片１０４
の案内溝１７３の垂直部１７１に案内されるので爪係止
ピン５１は後退位置で停止している。つまり、爪外しシ
リンダ９１のストローク長より短いストロークで爪係止
ピン５１の前後動は行なわれるようになっている。尚爪
１２の上面には、後述のロボットハンド１８５の引掛部
材１９６又はシフト体２０１が係合可能な引掛部材１８
６が取付片１８７を介して設けてある。

【００１２】次に、図１５，１６において前記工作機械
１の設置位置の周辺に配設されたストッカー３００及び
ロボット２９９について説明する。先ず、ストッカー３
００について説明すると、ストッカー本体３０１の上面
には複数（図面上は４つ）の爪保持体３０３が固着され
ている。この爪保持体３０３には長手方向に、所定ピッ
チ間隔で３つ（これに限定されない）の爪嵌合溝３０４
が形成されている。これらの爪嵌合溝３０４はチャック
６に装着する爪１２の摺動部１３を上下方向へ抜き挿し
自在に嵌合し得るようになっており、図面に示すように
爪嵌合溝３０４には交換用の爪１２が嵌合貯蔵されてい
る。尚、このストッカー３００を小型のものとし、パレ
ット上にのせ、パレット毎交換できるようにしてもよ
く、この場合他のパレット上には、ワーク把持用のロボ
ットハンドや工具、測定具等を載置しておいてもよい。

【００１３】次に、ロボット２９９について説明する
と、チャック６の回転軸線に対して平行に案内レール３
０６が配設されている。この案内レール３０６上には、
支持台３０７が長手方向へ摺動自在に嵌合載置され、移
動用モータＭ１によって移動されるようになっている。
この支持台３０７には上方に立上がる支柱３０８が取付
けられている。この支柱３０８には昇降体３０９が昇降
自在でかつ相対回動不能に取付けられている。この昇降
体３０９は昇降用モータＭ２によって昇降されるように
なっている。この昇降体３０９には水平方向の支持腕３
１０が回動することなく長手方向へ摺動可能に取付けら
れ、伸縮用モータＭ３によって長手方向へ摺動されるよ
うになっている。この支持腕３１０の先端には後述のロ
ボットハンド１８５が取付けられている。また、前記移
動用モータＭ１、昇降用モータＭ２、伸縮用モータＭ３
は夫々後述の制御装置３１２に接続され、この制御装置
３１２により各モータＭ１〜Ｍ３は制御され、ロボット
ハンド１８５は３次元移動自在とされている。

【００１４】次に、図４，５，６において、カセット３
９と前記ストッカー３００との間及び爪交換位置Ａに割
出されたカセット３９とチャック６との間で爪１２の入
換を行なうロボットハンド１８５について説明する。上
下方向に切欠溝１８８が形成された円筒状のハンド本体
１８９の上部には割出用モータＭ４及びシフト用モータ
Ｍ５が夫々固定されている。ハンド本体１８９と一体の
基部１８９ａがロボット２９９の支持腕３１０先端に着
脱自在に固定してある（図６に示す）。ハンド本体１８
９の外周には、爪支持部材１９２が回動自在に嵌装され
ると共にハンド本体１８９下端に形成したフランジ部１
８９ｂにより上下方向の位置決めがなされている。

【００１５】この爪支持部材１９２は、その上部周面に
削設された歯車１９４が前記割出モータＭ４の歯車１９
５と噛み合って旋回割り出し可能とされている。爪支持
部材１９２の４つの外壁のうち１つの外壁には、チャッ
ク−カセット間で爪の入換えを行なう引掛部材１９６が
固定され、この引掛部材１９６の先端は爪１２の引掛片
１８６と係合可能な突片１９７に形成されている。ま
た、爪支持部材１９２の他の３つの外壁には、爪１２の
摺動部１３を案内する左右の案内ブロック１９８が取付
けられ、また各外壁の中心には上下方向に伸びる断面Ｔ
字状の摺動溝１９９が形成されている。各摺動溝１９９
には、爪１２の引掛片１８６を係止可能な引掛部２００
を備えたＴ字型のシフト体２０１が上下方向に摺動自在
に嵌装されている。このシフト体２０１の後面には、左
右側面に開口する係合溝２０２が形成され、この係合溝
２０２は、ハンド本体１８９の外周上部に取付けられ、
切欠溝１８８と対応する部分を切欠いた抜け止めリング
２０３に係合する。

【００１６】また、ハンド本体１８９の内部には、ボー
ルねじ機構２０４が設けられ、ナット体２０５を螺合し
たねじ棒２０６は、その上部に固定した歯車２０７が前
記シフト用モータＭ５の歯車２０８と噛み合って回動可
能とされている。またナット体２０５の外周には、前記
シフト体２０１の係合溝２０２と係合可能な係合片２０
９を備えており、この係合片２０９は、前記ハンド本体
１８９の切欠溝１８８内に位置している。従ってこのロ
ボットハンド１８５は、任意の爪１２のシフト体２０１
及び係合片２０９が上昇位置にある状態、すなわち図６
の状態で割出用モータＭ４の作用で爪支持部材１９２を
旋回させ、任意の爪１２及び爪１２を保持するシフト体
２０１が前記係合片２０９と係合する爪交換位置Ｃに割
り出し、さらにシフト用モータＭ５の作用でボールねじ
機構２０４を駆動してナット体２０５を上下動させ、こ
の上下動によりナット体２０５の係合片２０９と係合す
るシフト体２０１を昇降させ、爪１２が図６の実線と仮
想線で示す位置とにシフトされるようになっている。尚
このロボットハンド１８５においてシフト体２０１はボ
ールねじ機構２０４により上下動するようになっている
が、これに限定されることはなく例えば直動シリンダー
等を使用してもよい。また、図１，２等に示す２１０は
機台２上面に形成した逃げ溝であり、テーブル３４が後
退端位置に位置した状態で爪外しシリンダ９１を作動し
たとき、爪係止ピン５１が爪１２の係止を止める位置ま
で後退するように爪外しシリンダ９１の下ピストンロッ
ド９１ｂに取り付けた押込みピン９４が逃げ得る深さに
設定されている。

【００１７】次に、前記したようにロボット２９９の各
モータＭ１〜Ｍ３及びロボットハンド１８５の各モータ
Ｍ４，Ｍ５に接続した制御装置３１２について説明す
る。この制御装置３１２は、後述の作用で説明するよう
に各モータＭ１〜Ｍ５を制御し、ロボットハンド１８５
をストッカー３００の上方位置又はテーブル３４後退時
のカセット３９上方位置に位置させた状態で、ロボット
ハンド−カセット間又はロボットハンド−ストッカー間
の爪の入換を行なわせるようになっている。また、制御
装置３１２は、ロボットハンド１８５を移動させ、ロボ
ットハンド１８５に固定された引掛部材１９６でカセッ
ト−チャック間の爪の入換を行なうようになっている。

【００１８】次に以上のように構成されたチャック爪自
動交換装置３２０の作用について説明する。先ずカセッ
ト３９に装着された使用済の爪１２（第１保持溝１６３
以外の保持溝１６４，１６５，１６６に使用済の爪１２
が保持されているものとする。）とロボットハンド１８
５に装着された次工程用の爪１２との交換作業について
説明する。図７に示すように工作機械１がワークを加工
している間、後退端位置に位置するテーブル３４上に、
制御装置３１２がロボット２９９の各モータＭ１〜Ｍ５
を制御することによりロボットハンド１８５が移動して
くる。このときトラバース装置６５において、ストッパ
シリンダ６８は後退状態でトラバースシリンダ６６はス
ライダ７２を左端に移動させるように作用しているの
で、カセット３９の爪１２の保持されていない第１保持
溝１６３が爪交換位置Ａに位置決めされている。そして
この第１保持溝１６３の真上には、ロボットハンド１８
５のシフト体２０１に引掛け保持された爪１２のうち爪
交換位置Ｃに割り出されている爪１２が位置している
（図８において実線で示す）。また、爪外しシリンダ９
１の上ピストンロッド９１ａには、第１保持溝１６３に
設けた作動片１０４が係合している。

【００１９】そして、上昇状態の爪外しシリンダ９１を
爪外し作動させると、上ピストンロッド９１ａとともに
作動片１０４が下降し、爪係止ピン５１は、その案内ピ
ン１６８が作動片１０４の案内溝１７３の傾斜部１７２
に案内されて非係止方向に後退移動する。このとき、爪
外しシリンダ９１の下ピストンロッド９１ｂと一体の押
込ピン９４は工作機械１の主軸台２上に形成された逃げ
溝２１０内に逃げ込んでいる。その後、ロボットハンド
１８５のシフト用モータＭ５を作用してナット体２０５
と一体の係合片２０９及びこの係合片２０９と係合する
シフト体２０１を下降させると、シフト体２０１に引掛
け保持された爪１２は、ロボットハンド１８５の左右の
案内ブロック１９８による案内を離れ図８の仮想線で示
すように第１保持溝１６３内に案内される。

【００２０】次に、爪外しシリンダ９１を上昇作動させ
ると、上ピストンロッド９１ａとともに作動片１０４は
上昇し、爪係止ピン５１は係止方向に前進し、爪係止ピ
ン先端の係止片５３が爪１２の後面に形成されたラック
歯１６と係合し、爪１２は第１保持溝１６３内に保持さ
れる。その後トラバース装置６５においてトラバースシ
リンダ６６のスライダ７２を右方に移動させた後、スト
ッパシリンダ６８を中間突出状態とし、左ストッパボル
ト８１と当接部材８０との間に短規制ピン１８２を位置
させて、再びトラバースシリンダ６６のシリンダバレル
７２を左方に移動させると、図９に実線で示すようにカ
セット３９の使用済の爪１２が装着された第２保持溝１
６４が爪交換位置Ａに割り出される。このカセット３９
のトラバースによってロボットハンド１８５のシフト体
２０１は第１保持溝１６３内の爪１２の引掛片１８６と
の係合を止め第２保持溝１６４内の爪１２の引掛片１８
６と係合し、また、第２保持溝１６４に設けた作動片１
０４は爪外しシリンダ９１の上ピストンロッド９１ａと
係合し、他の保持溝１６３，１６５，１６６に設けた作
動片１０４はピン案内レール５５に案内される。

【００２１】次に、爪外しシリンダ９１を爪外し作動さ
せると、爪係止ピン５１が非係止方向に後退され第２保
持溝１６４内の爪１２の保持を止め、爪１２はシフト体
２０１にのみ引掛け保持された状態となる。その後ロボ
ットハンド１８５のシフト用モータＭ５を駆動してシフ
ト体２０１を上昇させ、爪１２を図９において仮想線で
示す状態に位置させる。

【００２２】その後、ロボットハンド１８５をその割り
出し回転での干渉を防ぐため上方又は後方へ待避させ、
爪１２の抜き取られた第２保持溝１６４に次工程用の爪
１２を装着させるため、ロボットハンド１８５の割出用
モータＭ５を作動して爪支持部材１９２を回転し、爪交
換位置Ｃに新たな次工程用の爪１２を割り出し、その後
再びロボットハンドを爪交換位置Ａに位置する第２保持
溝１６４上方に位置する第２保持溝１６４上方に戻す
（図１０に示す）。

【００２３】以上のようにカセット３９とロボットハン
ド１８５との間で１本目の使用済の爪１２と次工程用の
爪１２との入れ換えを終えると、次に前記作用と同様に
して２本目の爪の入れ換えを行なうが、第２保持溝１６
４内に次工程用の爪１２を保持させた後のカセット３９
のトラバースによる第３保持溝１６５の爪交換位置Ａへ
の位置決めは以下のように行なわれる。即ち、先ずトラ
バースシリンダ６６のスライダ７２を右方に移動させて
から、ストッパシリンダ６８を前進突出状態とし、左ス
トッパボルト８１と当接部材８０との間に長規制ピン１
８１を位置させた後に再びトラバースシリンダ６６のス
ライダ７２を左方に移動させ、カセット３９の第３保持
溝１６５が交換位置Ａに位置決めされる。

【００２４】さらに、前記と同様の作用による３本目の
爪の入れ換え動作において、第４保持機構１６６の爪交
換位置Ａへの位置決めは、トラバースシリンダ６６を右
方に移動させ、右ストッパボルト８２に当接部材８０が
当接し、第４保持溝１６６が爪交換位置Ａに位置決めさ
れる。このときストッパシリンダ６８は後のチャック−
カセット間の爪入れ換え作業のため前進突出状態とし、
長規制ピン１８１が左ストッパボルト８１と当接部材８
０との間に位置したままの状態とする（又爪外しシリン
ダ９１は上昇作動させた状態にする）。尚、以上のよう
なロボットハンド−カセット間での爪入換動作は、テー
ブル３４を後退端位置に位置させて行なわれるようにし
たが、工作機械による加工を止めテーブル３４を前進端
位置に位置させた状態で行なってもよく、この場合爪入
換動作にともない爪外しシリンダ９１の作動によって押
込ピン９４がチャック６の操作ピン１９を押し込んでチ
ャック６に取り付けた爪１２が脱落するのを防止するた
め、チャック６が閉じる方向に回転シリンダ（図示せ
ず）を作動させたり、また、チャック６に取付けられた
爪１２が爪交換位置から外れて位置するように主軸の停
止を制御したりする必要がある。

【００２５】以上のように使用済及び次工程用の夫々３
本の爪１２をカセット３９とロボットハンド１８５との
間で入れ換えた後に、次に加工するワークの変更その他
の理由により図示しない指令装置から交換指令が発せら
れると、この指令により主軸３が減速回転を行ないなが
ら停止し、チャック６に取付けられている爪１２の１本
を爪交換位置Ｂに割出した後、回転シリンダ（図示せ
ず）が作動して楔ピース（図示せず）を前方に移動さ
せ、３本の爪１２を交換可能位置（ワークの把持を開放
する位置）とする。

【００２６】このようにチャック６が所定の位置に割り
出されると前後動シリンダ３５が作動して図１１に示す
ようにテーブル３４が前進端位置に位置し、制御装置３
１２がロボット２９９の各モータＭ１〜Ｍ３及びロボッ
トハンド１８５の各モータＭ４，Ｍ５を制御してロボッ
トハンド１８５は、その引掛部材１９６の突片１９７と
チャック６に保持された爪１２の引掛片１８６とを対向
させてチャック６正面に向かって前進し、チャック６の
爪１２の引掛片１８６に引掛部材１９６の突片１９７を
係合させた状態とする（図１２において実線及び図１５
でチャック側仮想線で示す）。このとき、カセット３９
は前記ロボットハンド−カセット間の爪入換動作完了時
の状態であるので、第１，２，３保持溝１６３，１６
４，１６５には、次工程用の爪１２が保持され、また爪
１２の保持されていない第４保持溝１６６が爪交換位置
Ａに割出されている。

【００２７】この状態より爪外しシリンダ９１を作動し
て下ピストンロッド９１ｂとともに押込ピン９４を下降
させると、爪１２は、チャック６からの保持を解除さ
れ、ロボットハンド１８５の引掛部材１９６の突片１９
７にのみ引掛保持された状態となる。また爪外しシリン
ダ９１の作動により上ピストンロッド９１ａとともに作
動片１０４が下降するので、第４保持溝１６６に設けた
爪係止ピン５１は、その案内ピン１６８が作動片１０４
の案内溝１７３の傾斜部１７２に案内され、非係止方向
に後退する。次いでロボットハンド１８５が爪１２を引
掛け保持したまま上昇し、チャック６の爪装着溝１０
（図２に示す）より抜き取られた爪１２が図１２におい
て仮想線で示すように第４保持溝１６６内に案内され
る。

【００２８】次いで、爪外しシリンダ９１を上昇作動し
て爪係止ピン５１を係止方向に前進させ、爪係止ピン５
１先端の係止片５３が爪１２のラック歯１６に係止し、
更に、カセット３９のトラバースのためにロボットハン
ド１８５は、引掛部材１９６の突片１９７が爪１２の引
掛片１８６との係合を止めるまでカセット３９から真す
ぐ前方へ離れていくので、爪１２は、第４保持溝１６６
内に爪係止ピン５１によってのみ保持された状態とな
る。この状態よりカセット３９をトラバースさせ第３保
持溝１６５を爪交換位置Ａに割出すのだが、前記したよ
うにトラバース装置６５において、ストッパシリンダ６
８は前進突出状態であり、左ストッパボルト８１と当接
部材８０との間には、長規制ピン１８１が位置している
ので、トラバースシリンダ６６のスライダ７２を左方に
移動させれば、第３保持溝１６５に保持された爪１２
は、爪交換位置Ａに位置決めされることになる。そして
ロボットハンド１８５は再びチャック６に向かって近づ
いていき、引掛部材１９６の突片１９７が爪１２の引掛
片１８６と係合する（図１３において実線で示す）。

【００２９】次いで爪外しシリンダ９１を爪外し作動し
て噛合部材１８を非噛合方向に移動させるとともに第３
保持溝１６５に設けた爪係止ピン５１を非係止方向に移
動させ、第３保持溝１６５内の爪１２はロボットハンド
１８５にのみ保持された状態となる。この状態よりロボ
ットハンド１８５を下降させると、ロボットハンド１８
５に保持された爪１２は第３保持溝１６５内から抜き取
られ、チャック６の爪装着溝１０内に案内され、図１３
において仮想線で示す位置に位置される。

【００３０】その後、爪外しシリンダ９１を上昇作動さ
せ、爪係止ピン５１を係止方向に前進させるとともに噛
合部材１８を噛合方向に移動させ、チャック６に次工程
用の爪１２を装着し、それからロボットハンド１８５を
チャック６から離し、引掛部材１９６の突片１９７が爪
１２の引掛片１８６との係合を止め主軸を回転させ次に
交換する使用済の爪１２を爪交換位置Ｂに割出す（図１
４に示す）。

【００３１】以上のようにカセット３９とチャック６と
の間で１本目の爪の入れ換えを終えると、２本目、３本
目の爪１２も同様の作用をもって入換えを完了し、前後
動シリンダ３５を旧に復して爪交換装置全体を後退さ
せ、次の爪交換まで待機させる。

【００３２】次にストッカー３００とロボットハンド１
８５間の爪の交換について説明する。この作業は先ず制
御装置３１２がロボット２９９及びロボットハンド１８
５の各モータＭ１〜Ｍ５を制御してロボットハンド１８
５を図１５に仮想線で示すようにストッカー３００上方
まで移動させる。このとき、ロボットハンド１８５に保
持された使用済の爪１２のうち、係合片２０９と係合す
るシフト体２０１に対応する案内ブロック１９８は、爪
が嵌合していない爪嵌合溝３０４と一直線上に位置され
ている。そして、この状態よりシフト用モータＭ５を駆
動してシフト体２０１とともに爪１２を下降させ、この
爪１２が爪嵌合溝３０４に確実に嵌合される。その後シ
フト体２０１が爪１２との係合を止めるようにロボット
ハンド１８５を後退させ、シフト用モータＭ５の作用で
シフト体２０１が上昇され、割出用モータＭ４を作用し
て爪支持部材１９２が回転され２本目の爪１２を保持し
たシフト体２０１を係合片２０９に係合させる。その後
ロボットハンド１８５に保持された２本目、３本目の爪
１２も前記１本目の爪１２と同様の作用で爪嵌合溝３０
４に嵌合保持させる。

【００３３】次に前記したように使用済の爪１２をスト
ッカー３００に移し終えたロボットハンド１８５は、シ
フト用モータＭ５の作用でシフト体２０１を下降した状
態で移動してストッカー３００に貯蔵されている爪１２
のうち後工程用の１本目の爪１２をシフト体２０１で引
掛け保持する。このときこの爪１２が嵌入している爪嵌
合溝３０４は案内ブロック１９８と一直線上にあり、そ
してシフト用モータＭ５でシフト体２０１を上昇させる
と案内ブロック１９８に爪が嵌入し、それから割出用モ
ータＭ４で爪支持部材１９２を回転させ、爪１２を引掛
ていない他のシフト体２０１を係合片２０９に係合させ
る。その後ストッカー３００に嵌合保持された２本目、
３本目の後工程用の爪１２も前記１本目の爪１２と同様
の作用でロボットハンド１８５に引掛け保持され、ロボ
ットハンド−ストッカー間の爪入換作業は完了される。

【００３４】以上のように、本実施例のチャック爪自動
交換装置３２０では、ストッカー３００とカセット３９
との爪交換において、ロボットハンド１８５とストッカ
ー３００又はロボットハンド１８５とカセット３９との
爪の入換作業は、ロボットハンド１８５の案内ブロック
１９８とストッカー３００の爪嵌合溝３０４又は案内ブ
ロック１９８とカセット３９の保持溝１６３，１６４，
１６５，１６６とを一直線上に一致させた状態で爪１２
を引掛可能なシフト体２０１の上下動により行ない、ま
た、ストッカー３００とカセット３９との間のロボット
ハンド１８５による爪１２の搬送は、爪１２をシフト体
２０１で引掛け保持するとともに案内ブロック１９８に
嵌入して前後左右の位置決めをした状態で行なうように
したので、爪１２の入換及び搬送作業は常に安定して行
なうことができる。また、ロボットハンド１８５のシフ
ト体２０１が引掛ける爪１２の引掛片１８６は、爪１２
背面（ラック１６側）に設けてあるのでトップジョウの
大きさは制約されることはない。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本願では、ロボットハンド
を、その本体に、このシフト体に引掛られた爪をシフト
体の昇降により上下方向に嵌入案内する案内ブロックを
設けて構成したので、ストッカーとカセットとの間のロ
ボットハンドによる爪の交換作業を爪の重量に関係なく
常に安定して行ない得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】爪交換装置の正面図である。

【図２】図１の一部を断面とした側面図である。

【図３】図１の平面図である。

【図４】ロボットハンドの正面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。

【図６】図５のVI−VI断面図である。

【図７】ロボットハンド−カセット間の爪入換作用説明
図である。

【図８】ロボットハンド−カセット間の爪入換作用説明
図である。

【図９】ロボットハンド−カセット間の爪入換作用説明
図である。

【図１０】ロボットハンド−カセット間の爪入換作用説
明図である。

【図１１】カセット−チャック間の爪入換作用説明図で
ある。

【図１２】カセット−チャック間の爪入換作用説明図で
ある。

【図１３】カセット−チャック間の爪入換作用説明図で
ある。

【図１４】カセット−チャック間の爪入換作用説明図で
ある。

【図１５】チャック爪自動交換装置の平面図である。

【図１６】図１５のＲより見た拡大図である。

【符号の説明】

６ チャック、 １２ 爪、 ３９ カセット（爪保持
具）、１８５ ロボットハンド、 １９８ 案内ブロッ
ク、 ２０１ シフト体、３００ ストッカー、 ３２
０ チャック爪自動交換装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャックと爪保持具との間で爪を自動的
   に交換するとともに別個に設けたストッカーと爪保持具
   との間でロボットハンドにより爪を自動的に交換するよ
   うにしたチャック爪自動交換装置において、前記ロボッ
   トハンドを、その本体に、爪を引掛可能なシフト体を上
   下動自在に設けるとともに、このシフト体に引掛けられ
   た爪を上下方向に嵌入案内する案内ブロックを設けて構
   成したことを特徴とするチャック爪自動交換装置に使用
   するロボットハンド。