JPH07223187A - 自動着脱回転式ツールヘッド - Google Patents

自動着脱回転式ツールヘッド

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JPH07223187A
JPH07223187A JP1522794A JP1522794A JPH07223187A JP H07223187 A JPH07223187 A JP H07223187A JP 1522794 A JP1522794 A JP 1522794A JP 1522794 A JP1522794 A JP 1522794A JP H07223187 A JPH07223187 A JP H07223187A
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JP
Japan
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tool head
head
tool
side joint
attached
Prior art date
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Pending
Application number
JP1522794A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Mochizuki
博之 望月
Kenji Asano
健二 浅野
Masaaki Shirai
正明 白井
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ツールヘッドの自動取替えが可能な自動着脱
回転式ツールヘッドを提供する。 【構成】 ロボットアームに取付けられ空気圧着脱側ジ
ョイント21aを備えた固定側ジョイント部11aと、
前記空気圧着脱側ジョイント21aに連結するくさび状
フック側ジョイント21bを備えたヘッド本体31と、
前記ヘッド本体31に取付けられ位置決め手段15で位
置決め回転するツールヘッド保持部30と、前記ツール
ヘッド保持部30に取付けられ複数のツールを備えるツ
ールヘッド14と、前記ヘッド本体31に設けられた規
制ピン18と、前記ツールヘッド14に設けられ前記規
制ピン18に嵌合する嵌合穴19とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のツールを有して
ロボットのアームに着脱可能に取り付けられる着脱回転
式ツールヘッドに関し、特に、ロボットのアームに自動
着脱できる自動着脱回転式ツールヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、多品種少量生産、生産設備のフレ
キシブル化とダウンサイジングに対応して、一つの設備
で使用するツールの種類が増加している。上記に必要な
技術の一つに、複数のツールを有してロボットのアーム
に着脱して使用されるマルチツールヘッドがある。
【0003】マルチツールヘッドの従来例を、従来例の
側面図を示す図4に基づいて説明する。
【0004】1は、マルチツールヘッドの本体8をロボ
ットアームに着脱する取付ボスである。従来例は、この
取付ボス1によって、作業者が手作業で、マルチツール
ヘッドをロボットアームに着脱している。
【0005】2は、ツールヘッドで、ツールヘッド2に
は、そのツール取付け口6、6に複数のツールを取り付
けている。そして、ツールヘッド2は、前記本体8に回
転可能に設けられた保持部7に取り付けられる。
【0006】3は、モータで、モータ3は、保持部7を
回転し、原点位置からの回転角で、複数のツールの位置
の割り出しと位置決めを行う。
【0007】4a、4bは、本体8側の電気回路とツー
ルヘッド2側の電気回路とを接続するコンタクトピン
で、コンタクトピン4は、図示していないが、各ツール
毎に1セット設けられており、4aは本体8の1次側の
コンタクトピン、4bはツールヘッド2の2次側コンタ
クトピンである。
【0008】5は、本体8側のコンタクトピン4aを摺
動させるエアシリンダである。モータ3が原点位置から
位置決め回転して、所定のツールを作業位置に位置決め
すると、位置決めされたツールに対応するコンタクトピ
ン4bが、コンタクトピン4aに対向する位置に来るの
で、エアシリンダ5が、コンタクトピン4aを摺動させ
て、4aと4bとを接触させる。
【0009】尚、図4に示す従来例は、ツールを電気的
に操作するものであるが、ツールを空気圧で操作する場
合には、電気的コンタクトピン4a、4b以外に、空気
回路の接続コンタクトが必要である。
【0010】次に、従来例の動作を図4に基づいて説明
する。
【0011】ロボットのアームは多数のツールを取り替
えて使用する。一つのツールヘッド2には複数のツール
が取り付けられているが、ツールヘッド2が一つでは、
必要な多数のツールを賄えないので、複数のツールヘッ
ド2が一つのアームに取り替えて使用される。
【0012】ツールヘッド2を取り替える際には、作業
者は、それまでアームに取り付けられていたツールヘッ
ド2を本体8と共に取り外して、ツールヘッド置場に保
管し、ツールヘッド置場から、所要のツールを備えたツ
ールヘッド2を本体8と共に取り出し、これをアームに
取り付けて使用する。この取り付けの際に、作業者は、
ツールヘッド2を手で少し回動させ、ツールヘッド2
を、モータ3の位置割り出しの原点位置にセットしさえ
すれば、その後は、モータ3が、所要ツールの位置を割
り出し、位置決めして、所要ツールを所定位置に位置決
めし、エアシリンダ5が、コンタクトピン4a、4bを
接続して、ロボットは稼働可能状態になる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来例
の構成では、ツールヘッド2を取り替える際に、作業者
の手作業によって、取り付けたツールヘッド2を、その
都度、モータ3の位置割り出しの原点位置にセットし直
す必要があるので、ツールヘッド2の取替えを自動化す
ることができないという問題点がある。
【0014】本発明は、上記の問題点を解決しツールヘ
ッドの自動取替えが可能な自動着脱回転式ツールヘッド
を提供することを課題とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の自動着脱回転式
ツールヘッドは、上記の課題を解決するために、ロボッ
トアームに取付けられ空気圧着脱側ジョイントを備えた
固定側ジョイント部と、前記空気圧着脱側ジョイントに
連結するくさび状フック側ジョイントを備えたヘッド本
体と、前記ヘッド本体に取付けられ位置決め手段で位置
決め回転するツールヘッド保持部と、前記ツールヘッド
保持部に取付けられ複数のツールを備えるツールヘッド
と、前記ヘッド本体に設けられた規制ピンと、前記ツー
ルヘッドに設けられ前記規制ピンに嵌合する嵌合穴とを
有することを特徴とする。
【0016】
【作用】本発明の自動着脱回転式ツールヘッドは、ヘッ
ド本体に設けられた規制ピンと、ツールヘッドに設けら
れ前記規制ピンに嵌合する嵌合穴とを有するので、ヘッ
ド本体をロボットのアームから外しても、前記規制ピン
を前記嵌合穴に嵌合させておけば、ヘッド本体とツール
ヘッドとの相互位置がずれることがない。従って、一
度、ヘッド本体とツールヘッドとの位置関係を、位置決
め手段の原点位置にセットすると、ヘッド本体をロボッ
トのアームに着脱する際に、その都度、前記原点位置を
再セットする必要が無く、着脱時に人手を必要としなく
なる。
【0017】又、本発明の自動着脱回転式ツールヘッド
は、ロボットのアームに取付けた固定側ジョイント部
が、空気圧着脱側ジョイントを備え、ヘッド本体が、前
記の空気圧着脱側ジョイントに連結するくさび状フック
側ジョイントを備えているので、前記の着脱時に人手を
必要としなくなることと相まって、ロボットのアーム
が、ヘッド本体を、自動的に着脱できる。
【0018】
【実施例】本発明の自動着脱回転式ツールヘッドの実施
例を図1〜図3に基づいて説明する。
【0019】図1において、11aは固定側ジョイント
部、11bは着脱側ジョイント部である。固定側ジョイ
ント部11aは、取付ボス34によってロボットアーム
に固定される。固定側ジョイント部11aは、くさび状
フックを空気圧で着脱させる自動着脱ジョイント21
の、空気圧着脱側ジョイント21aを有し、着脱側ジョ
イント部11bは、くさび状フックを空気圧で着脱させ
る自動着脱ジョイント21の、くさび状フック側ジョイ
ント21bを有し、空気圧の加圧方向によって、接続が
維持されたり、接続が開放されたりする。そして、この
着脱は、空気圧の操作によって自動着脱できる。22
は、くさび状フック側ジョイント21bを着脱する鋼球
である。
【0020】自動着脱ジョイント21の、空気圧着脱側
ジョイント21aと、くさび状フック側ジョイント21
bとの動作原理を図3に基づいて説明する。くさび状フ
ック側ジョイント21bが空気圧着脱側ジョイント21
aのジョイント穴21cに挿入される。ジョイント穴2
1cには、鋼球保持穴23、23があり、その中に鋼球
22、22が保持されている。鋼球保持穴23、23の
外側には、シリンダ部26、26があり、シリンダ部2
6、26内には、ピストン24、24があって、通気路
27、27、28、28からの加圧、減圧によって、上
下に移動する。
【0021】図3の、右半分は分離状態を示し、左半分
は連結状態を示す。即ち、ピストン24、24には、鋼
球退避穴25、25があり、通気路28から加圧し通気
路27から減圧する場合には、ピストン24が上昇し、
鋼球退避穴25が、鋼球22の位置に来るので、鋼球2
2が鋼球退避穴25に退避し、ジョイント穴21cは、
くさび状フック側ジョイント21bが自由に移動できる
ようになり、分離状態になる。この分離状態で、くさび
状フック側ジョイント21bを、ジョイント穴21cに
挿入し、通気路27から加圧し通気路28から減圧する
と、ピストン24が下降し、鋼球退避穴25が、鋼球2
2の位置から外れるので、鋼球22が、鋼球保持穴23
から、ジョイント穴21c内に突き出し、くさび状フッ
ク側ジョイント21bを係止し、連結状態になる。
【0022】12a、12bは、ロボットアーム側の電
気回路とツールヘッド側の電気回路とを接続するコンタ
クトピンaで、コンタクトピンa12aは固定側ジョイ
ント部11aにあり、コンタクトピンa12bは着脱側
ジョイント部11bにある。
【0023】13aは、ロボットアーム側の電気回路か
らの電気コード33とコンタクトピンa12aとを接続
するコネクタ、13bは、ツールヘッド側の電気回路に
接続する電気コード32とコンタクトピンa12bとを
接続するコネクタである。
【0024】14は、ツールヘッドで、ツールヘッド1
4には、そのツール取付け口29、29に複数のツール
を取り付けている。そして、ツールヘッド14は、前記
ヘッド本体31に回転可能に設けられたツールヘッド保
持部30に取り付けられる。
【0025】15は、モータで、モータ15は、ツール
ヘッド保持部30を回転し、原点位置からの回転角で、
複数のツールの位置の割り出しと位置決めを行う。本実
施例では、モータ15は、電気コード32、33、コネ
クタ13a、13b、コンタクトピンa12a、12b
を介して、図示していない制御部と接続している。
【0026】16は、前記電気コード32に接続してい
るコンタクトピンb、20は、ツールヘッド14に取り
付けられたツールの電気回路と接続しているコンタクト
ピンcである。コンタクトピンc20は、図示していな
いが、各ツール毎に1セット設けられており、モータ1
5の位置の割り出しと位置決めによって、使用位置にセ
ットされたツールのコンタクトピンc20が、コンタク
トピンb16に対向するようになっている。
【0027】17は、ヘッド本体31側の電気回路のコ
ンタクトピンb16を摺動させるソレノイドである。モ
ータ15が原点位置から位置決め回転して、所定のツー
ルを作業位置に位置決めすると、位置決めされたツール
に対応するコンタクトピンc20が、コンタクトピンa
16に対向する位置に来るので、ソレノイド17が、コ
ンタクトピンb16を摺動させて、コンタクトピンa1
6とコンタクトピンc20とを接触させる。
【0028】尚、図1に示す実施例ではツールを電気的
に操作するものであるが、ツールを空気圧で操作する場
合には、電気的コンタクトピンa16とコンタクトピン
c20以外に、空気回路の接続コンタクトが必要であ
る。この場合には、前記のソレノイド17をエアシリン
ダにすることができる。
【0029】18は規制ピンであり、19は前記規制ピ
ン18が嵌合する嵌合穴である。
【0030】モータ15が、所定のツールの位置の割り
出しと位置決めとを行うと、所定のツールが使用位置に
位置決めされ、そのツールのコンタクトピンc20が、
コンタクトピンa16に対向した状態になり、その状態
で、前記規制ピン18が、ソレノイド17によって、嵌
合穴19に嵌合し、ツールヘッド14とヘッド本体31
間のずれを規制する。
【0031】次に、本実施例の動作を図2に基づいて説
明する。
【0032】本実施例の自動着脱回転式ツールヘッド
は、ロボットアームに取り付けられての作業が終了する
と、ロボットアームは、前記自動着脱回転式ツールヘッ
ドを、ツールヘッド置場に置きにくる。ロボットアーム
は、ヘッド本体31の規制ピン18がツールヘッド14
の嵌合穴19に嵌合した状態で、アームとヘッド本体3
1との連結を自動的に外し、ヘッド本体31とツールヘ
ッド14とを一体にし、着脱側ジョイント部11bを上
に向けて、ツールヘッド置場に置く。そして、その際、
前記のモータ15に接続している制御部が、どのヘッド
本体31とツールヘッド14とがツールヘッド置場のど
の位置に置かれたかということと、そのツールヘッド1
4のどのツールが作業位置にあるかを記憶する。
【0033】図2(a)において、固定側ジョイント部
11aを取り付けたロボットアームが、制御部の記憶に
基づいて、ツールヘッド置場に置かれた多数の本実施例
の自動着脱回転式ツールヘッドの中にある所要の自動着
脱回転式ツールヘッドを取りに行く。この場合、ツール
ヘッド置場の自動着脱回転式ツールヘッドは、前記のよ
うに、着脱側ジョイント部11bを上に向けて置かれて
いるので、空気圧の操作で自動的に所要の自動着脱回転
式ツールヘッドを、ロボットアームに連結できる。この
連結と同時に、コンタクトピンa12a、12bが接続
される。図2(a)に示すツール34、34は、対象物
を把持するツールである。上記のようにして連結が終了
すると、図2(b)に示すように、ソレノイド17の動
作によって、規制ピン18が嵌合穴19から引き抜か
れ、前記制御部の記憶に基づいて、モータ15が、所要
のツール34の位置を割り出し、所要のツール34が、
作業位置に来るように位置決めする。この位置決めが終
了すると、図2(c)に示すように、ソレノイド17
が、規制ピン18を嵌合穴19に嵌合させる。この嵌合
によって、コンタクトピンa16とコンタクトピンc2
0とが接続し、所要のツール34が作業を行えるように
なる。即ち、自動着脱回転式ツールヘッドの自動交換が
完了する。
【0034】そして、この状態で、図2(b)と図2
(c)とを繰り返すと、そのツールヘッドに取り付けら
れている任意のツールを選択できる。
【0035】
【発明の効果】本発明の自動着脱回転式ツールヘッド
は、ヘッド本体に設けられた規制ピンと、ツールヘッド
に設けられ前記規制ピンに嵌合する嵌合穴とを有するの
で、ヘッド本体をロボットのアームから外しても、前記
規制ピンを前記嵌合穴に嵌合させておけば、ヘッド本体
とツールヘッドとの相互位置がずれることがない。従っ
て、一度、ヘッド本体とツールヘッドとの位置関係を、
位置決め手段の原点位置にセットすると、ヘッド本体を
ロボットのアームに着脱する際に、その都度、前記原点
位置を再セットする必要が無くなり、着脱する際に人手
が不要になるという効果を奏する。
【0036】又、本発明の自動着脱回転式ツールヘッド
は、ロボットのアームに取付けた固定側ジョイント部
が、空気圧着脱側ジョイントを備え、ヘッド本体が、前
記の空気圧着脱側ジョイントに連結するくさび状フック
側ジョイントを備えているので、ロボットのアームが、
ヘッド本体を、完全自動着脱できると言う効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の自動着脱回転式ツールヘッドの実施例
の側面図である。
【図2】本発明の実施例の動作を示す図である。
【図3】本発明の自動着脱の原理を示す図である。
【図4】従来例の側面図である。
【符号の説明】
11a 固定側ジョイント部 11b 着脱側ジョイント部 12a、12b コンタクトピンa 13 コネクタ 14 ツールヘッド 15 モータ 16 コンタクトピンb 17 ソレノイド 18 規制ピン 19 嵌合穴 20 コンタクトピンc 21 自動着脱ジョイント 21a 空気圧着脱側ジョイント 22 鋼球 23 鋼球保持穴 24 ピストン 25 鋼球退避穴 26 シリンダ部 27、28 通気路 29 ツール取付け口 30 保持部 31 ヘッド本体 32、33 電気コード

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロボットアームに取付けられ空気圧着脱
    側ジョイントを備えた固定側ジョイント部と、前記空気
    圧着脱側ジョイントに連結するくさび状フック側ジョイ
    ントを備えたヘッド本体と、前記ヘッド本体に取付けら
    れ位置決め手段で位置決め回転するツールヘッド保持部
    と、前記ツールヘッド保持部に取付けられ複数のツール
    を備えるツールヘッドと、前記ヘッド本体に設けられた
    規制ピンと、前記ツールヘッドに設けられ前記規制ピン
    に嵌合する嵌合穴とを有することを特徴とする自動着脱
    回転式ツールヘッド。
JP1522794A 1994-02-09 1994-02-09 自動着脱回転式ツールヘッド Pending JPH07223187A (ja)

Priority Applications (1)

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JP1522794A JPH07223187A (ja) 1994-02-09 1994-02-09 自動着脱回転式ツールヘッド

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JP1522794A JPH07223187A (ja) 1994-02-09 1994-02-09 自動着脱回転式ツールヘッド

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JPH07223187A true JPH07223187A (ja) 1995-08-22

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ID=11882985

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JP1522794A Pending JPH07223187A (ja) 1994-02-09 1994-02-09 自動着脱回転式ツールヘッド

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JP (1) JPH07223187A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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