JPH072317B2 - 産業用ロボツトのツール選択装置 - Google Patents

産業用ロボツトのツール選択装置

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JPH072317B2
JPH072317B2 JP59219491A JP21949184A JPH072317B2 JP H072317 B2 JPH072317 B2 JP H072317B2 JP 59219491 A JP59219491 A JP 59219491A JP 21949184 A JP21949184 A JP 21949184A JP H072317 B2 JPH072317 B2 JP H072317B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は新規な産業用ロボットのツール選択装置に関す
る。詳しくは、予め複数のツールが取着されたタレット
を備え、該タレットを回転せしめることによって必要な
ツールの選択を行なうようにした産業用ロボットに関す
るものであり、タレットを回転するための特別な駆動源
を設けることなくツールを交換することができるように
して作業部を軽量、かつ、小型に構成することができる
と共に、作業速度を著しく高めることができ、しかも、
選択されたツールを所定の位置に精度良く位置決めされ
た状態で確実に保持することができるようにした新規な
産業用ロボットのツール選択装置を提供しようとするも
のである。
従来の技術 近時、産業用ロボットは様々な産業分野で用いられるよ
うになっており、それに伴って、より機能性に富み、か
つ、より安価な産業用ロボットが要求されるようになっ
て来ている。
ところで、例えば、物品の自動組立てを行なうことを目
的とした産業用ロボットにおいては、ロボットの稼働率
を高めるために、１台のロボットが作業内容の異なる複
数の組立て作業を行なうことができるようにすることが
好ましい。そして、一般に、１台の産業用ロボットが内
容の異なる作業を行なうためには、作業内容が異なる度
に、作業部材、即ち、所謂ツールを交換する必要があ
る。
そして、産業用ロボットにおいてツールを交換する方法
には、従来から次の２つの方法が考えられている。
一つは、各種のツールをそのコネクター、即ち、ロボッ
トのチャック部により保持される部分の形状を共通化し
ておくと共に、ツールストッカーに並べておき、作業内
容が変る度に、ロボット自身が必要なツールのツールス
トッカーから取り出して交換する方法である。
もう一つは、ロボットの作業部に、予め必要な複数のツ
ールが取着されたタレットを回転自在に設けておき、作
業内容が変る度に、タレットを回転して必要なツールを
所定の位置へ移動せしめることにより必要なツールを選
択する方法である。
発明が解決しようとする問題点 上記したように、産業用ロボットにおいてツールを交換
する方法には従来から２つの方法が考えられているが、
これらの方法は、それぞれ、次のような問題点を有して
いる。
先ず、前者の方法、即ち、産業用ロボットがツールスト
ッカーから必要なツールを取り出して交換する方法に
は、作業能率が著しく低下するといった問題がある。即
ち、所定のツールを用いて行なわれるロボット本来の作
業は、数秒間のうちに行なわれることが多いのである
が、ツールを交換するためには、アームがツールストッ
カーまで移動して現在保持しているツールを外し、次に
必要なツールを探してこれを保持した後作業位置まで戻
る、といった多くの動作を必要とするため、ツールの交
換に、前記したロボット本来の作業時間の数倍の時間を
要することになる。
また、後者の方法、即ち、予め複数のツールが取着され
たタレットを用いる方法は、タレットを回転せしめるだ
けでツールの交換を行なうことができるため、ツール交
換に要する時間的ロスは少なくて済むという利点はあ
る。しかしながら、この後者の方法は、ロボットに複数
のツールとこれを支持するタレット、該タレットを回転
せしめるモーター及び減速機構等を設ける必要があるた
め、これらの部材の重量により、ロボットの動作速度が
著しく低下する問題があると共に、コストが高くなり、
かつ、形状が大きくなるといった問題がある。更に、こ
の後者の方法によると、タレット側のギヤとこれに噛合
される減速機側のギヤとの噛み合いのバックラッシュに
より、タレットの回転停止位置が精度良く定まらないこ
とがあるため、選択されたツールの選択位置に対する位
置決めが精度良く為されない場合が生ずるといった問題
がある。
問題点を解決するための手段 そこで、本発明産業用ロボットのツール選択装置は、上
記した問題点を解決するために、産業用ロボットのアー
ムに支持され、軸回り方向に回動自在かつ軸方向に移動
自在なツール搭載軸の端部に用いられ、該ツール搭載軸
に対する回動軸として設けられるタレット軸の外周囲方
向に配置された複数のツールから一のツールを選択して
組立・加工する産業用ロボットのツール選択装置におい
て、タレット軸を中心に外周囲方向に複数のツールを配
すると共に、上記ツール搭載軸の一端部にタレット軸を
回転軸として回転自在に設けられたタレットと、タレッ
ト軸に付設された第１の歯車と、ツール搭載軸の軸方向
の移動によって第１の歯車に噛合可能となるようにスー
ル搭載軸に付設された第２の歯車とを有し、ツール搭載
軸の軸回りの回転力を第２の歯車から第１の歯車に伝達
することによってタレットを回転させるタレット回転手
段と、タレットが回転されて必要なツールが選択されツ
ールの回動軸がツール搭載軸に沿うよう状態になったと
き、タレットの上記ツール搭載軸に対してなす角度を固
定するタレット固定手段と、を具備し、ツール交換時に
は、ツール搭載軸を軸方向に移動させて上記第１の歯車
と第２の歯車とを噛合させるとともに上記タレット固定
手段を解除状態にし、作業時には、第１の歯車と第２の
歯車との噛合を解除する方向にツール搭載軸を移動させ
るとともに上記タレット固定手段を固定状態にするもの
である。
作用 従って、本発明によれば、ツールの交換はタレットを回
転せしめるだけで達成されるのでツールの交換を極めて
短時間のうちに行なうことができると共に、タレットを
回転せしめるための特別な駆動源を設ける必要がないの
でロボットを小型、かつ、安価に構成することができる
と共に、作業速度が低下することもなく、しかも、選択
されたツールを所定の選択位置に精度良く位置決めされ
た状態で保持することができる等数々の効果を奏するも
のである。
実施例 以下に、本発明産業用ロボットのツール選択装置の詳細
を添付図面に示した実施例に従って説明する。尚、図面
に示した実施例は、本発明産業用ロボットのツール選択
装置を４軸の所謂スカラ型ロボットとして適用したもの
である。
図中１が本発明を実施した産業用ロボットである。
２は基台部である。３は基台部２上に配置された第１の
駆動部であり、モーター４及び減速機５から成る。６は
その基端部が上記基台部２に回動自在に支持された第１
アームであり、該第１アーム６は前記第１の駆動部３に
よりθ１方向（第４図参照）へ回動されるようになって
いる。７は第１アーム６の回動端部の上面に設けられた
第２の駆動部であり、モーター８及び減速機９から成
る。10はその基端部が上記第１アーム６の回動端部に回
動自在に支持された第２アームであり、該第２アーム10
は前記第２の駆動部７によりθ２方向（第４図参照）へ
回動されるようになっている。
11は上記第２アーム10の回動端部に、その軸心が略垂直
方向へ向けて延びるように設けられたツール塔載軸であ
り、該ツール塔載軸11は、図示しない軸受手段により、
その軸回り方向、即ち、Ｒ方向（第４図参照）に回転自
在なるように支持されると共に、軸方向、即ち、Ｚ方向
（第４図参照）へ移動自在なるように支持されている。
尚、図示を省略してあるが、第２アーム10の回動端部に
は、塔載軸駆動手段が設けられており、ツール塔載軸11
は、その塔載軸駆動手段によってＲ方向へ回転され、Ｚ
方向へ移動されるようになっている。
12は第２アーム10の下面回動端部から下方へ向けて突出
するように設けられたギヤ取付け部であり、該ギヤ取付
け部12は略円筒状に形成されると共に、前記したツール
塔載軸11と同軸に配置されている。
13は略傘歯車状に形成された固定ギヤであり、円形の大
きな開口部14が形成されると共に、その上端面から環状
の取付部15が一体に形成されている。しかして、固定ギ
ヤ13はその取付け部15が前記第２アーム10から突設され
たギヤ取付け部12の下端部に内嵌されると共に、ねじ1
6、16、・・・によりギヤ取付け部12に固定される。
尚、前記ツール塔載軸11の下端部は固定ギヤ13に形成さ
れた開口部14を通って固定ギヤ13より下方へ突出されて
いる。
17は前記ツール塔載軸11の下端部に設けられたタレット
ヘッドである。
18はタレットヘッド17のヘッド基部であり、その反第２
アーム10側の端面（以下、この面を「基準面」という）
19はツール塔載軸11の軸方向に対して略45゜の傾きをも
っている。20はヘッド基部18の長手方向における略中央
部から上方へ向けて突設された連結部であり、ヘッド基
部18はこの連結部20がツール塔載軸11の下端部に固定さ
れることによりツール塔載軸11に一体的に固定されてい
る。
21はヘッド基部18の一端部を基準面19に対して略垂直な
方向へ貫通するように形成された軸受孔であり、該軸受
孔21の両端部に軸受部材22、22′が内嵌状に固定されて
いる。
23はタレット軸である。該タレット軸23は上下両端部及
び軸方向における中央部と上端部の略中間に位置する部
分に螺軸部24、25及び26が形成されると共に、軸方向に
おける中央部から稍下方へ寄った位置と下方の螺軸部25
からある程度上方へ寄った位置の間の部分27が上方へ行
くに従って次第にその径が大きくなるようなテーパー状
に形成されている。28はタレット軸23の中間部のうち上
記テーパー部27の端面に連続する部分に外嵌状に設けら
れたワッシャーである。しかして、タレット軸23は、そ
の中間部は前記ヘッド基部18に設けられた軸受部材22、
22′に挿通されることによりヘッド基部18に回転自在に
支持されると共に、テーパー部27の上端面がワッシャー
28を介して下側の軸受部材22の内輪に接触され、かつ、
中間の螺軸部26にナット26が螺合されることによりヘッ
ド基部18からの抜け止めが為されている。尚、30は上側
の軸受部材22とナット29との間に配置されたワッシャー
である。尚、このようにしてヘッド基部18に支持された
タレット軸23は前記ツール塔載軸11に対して略45゜傾い
た状態とされる。
31は略傘歯車状に形成された回転ギヤであり、該回転ギ
ヤ31は前記した固定ギヤ13の径及び歯数と同じ径及び歯
数に形成されている。しかして、回転ギヤ31は、その頂
点側の端面をヘッド基部18側へ向けた状態で、その挿通
孔32に前記タレット軸23の上側の螺軸部24に連続する部
分を挿通され、かつ、その挿通孔32の内周面に形成され
た図示しないキー溝とタレット軸23の外周面に形成され
た図示しないキー溝の間にキー33が係合されることによ
りタレット軸23と一体的に回転されるようにされると共
に、螺軸部24に螺合されるナット34によりタレット軸23
からの抜け止めが為される。
しかして、回転ギヤ31と前記固定ギヤ13とはそれぞれの
軸が互いに略45゜の角度で交わるように配置され、タレ
ットヘッド17が例えば第３図に示す位置から第１図及び
第２図に示す位置へ移動されることによって回転ギヤ31
が固定ギヤ13に噛合されるようになる。
35はタレットである。該タレット35は略逆截頭円錐状に
形成されたツール取着部36と該ツール取着部36の反頂点
側端部の外周部から一体に形成された軸方向に短い略円
筒状の接続部材取着部37とから成り、接続部材取着部37
の反ツール取着部36側の端部から一体のフランジ38が側
方へ向って突設されている。そして、ツール取着部36
は、その内面、即ち、反頂点側の端面の中央部にこれの
外面形状と略相似形とされた凹部39が形成されていると
共に、該凹部39の底面の中央部からは接続部材取着部37
の開口面よりある程度突出した位置まで延びるボス40が
一体に突設形成されている。そして、ボス40の軸心部に
は前記タレット軸23のテーパー部27と補完関係を有する
挿通孔41が形成されている。尚、ボス40の挿通孔41の下
端部は稍拡径されている。
42a、42b、42c、42d、42e及び42fはツール取着部36に形
成されたツール取着孔であり、該ツール取着孔42a、42
b、42c、42d、42e及び42fは円周方向に互いに略60゜離
間した位置に形成されると共に、それぞれの一方の端部
はツール取着部36の円錐面に開口され他方の端部は凹部
39の円錐面に開口され、かつ、その軸心がツール取着部
36の円錐面と略垂直な方向に延びるように形成されてい
る。
43a、43dはツールであり、ツール43aはその取付部43a′
が前記ツール取着孔42aに取着され、また、ツール43dは
その取付部43d′が前記ツール取着孔42dに取着されてい
る。尚、図面ではツール取着孔42a及びこれと略180゜離
間して配置されたツール取着孔42dに取着されたツール
のみを示してあるが、他のツール取着孔42b、42c、42e
及び42fにもそれぞれ作業機能の異る所定のツール（43
b）（43c）（43d）及び（43f）が付加符号を同じくする
ツール取着孔に取着されている。尚、ツール43a、43dは
第１図乃至第３図にのみ示してある。
44a、44b、44c、44d、44e及び44fはタレット35の接続部
材取着部37の互いに略60゜離間した位置に形成された接
続端子取着孔であり（第６図においては図示を省略して
ある。）、該接続端子取着孔44a、44b、44c、44d、44e
及び44fには絶縁部材45、45、・・・に保持された各一
対の接続端子46a、46a、46b、46b、・・・46f、46fが設
けられている。尚、接続端子46a、46a、46b、46b、・・
・46f、46fの一端は接続部材取着部37の外周面より稍突
出するように配置されている。
47a乃至47は接続部材取着部37のうち前記接続端子取着
孔44a、44b、44c、44d、44e及び44fの互いに隣接し合う
２つのものの間に２つづつ配置されたエアーパイプ取着
孔であり（第６図においては図示を省略してある。）、
該エアーパイプ取着孔47a乃至47にはそれぞれエアー
パイプ48a乃至48lが取着されている。尚、各エアーパイ
プ48a乃至48lの一端にはフランジ48a′乃至48l′が形成
されており、該フランジ48a′乃至48l′は接続部材取着
部37の外周面より外側に突出するように配置されてい
る。
尚、図示を省略してあるが、タレット35あるいはツール
43a、（43b）、（43c）43d、（43e）及び（43f）にはそ
れぞれこれらツール43に対応した所定のセンサーが設け
られており、前記接続端子46a、46a、46b、46b、・・・
46f、46fは、それぞれ、これらセンサーのうち所定のも
のと電気的に接続されている。
また、前記エアーパイプ48a乃至48lは図示しないエアー
通路形成手段を介して前記したツール43a、（43b）、
（43c）、43d、（43e）及び（43f）のうちの所定のもの
とそれぞれ接続されている。
49a、49b、49c、49d、49e及び49fはタレット35の前記フ
ランジ38に形成された係合部である。これら係合部49
a、49b、49c、49d、49e及び49fは、第５図に示すよう
に、フランジ38のうちそれぞれ前記ツール取着孔42a、4
2b、42c、42d、42e及び42fと対応した位置に形成される
と共に、略台形状を為すように形成されている。従っ
て、各係合部49a、49b、49c、49d、49e及び49fの互いに
対向し合う側面はタレット35の軸心側へ行くに従って互
いに近ずくように斜めに形成されている。
そして、タレット35はその接続部材取着部37の開口面を
前記ヘッド基部18の基準面19側へ向けた状態で、そのボ
ス40の挿通孔41に前記タレット軸23のうちヘッド基部18
から下方へ突出した部分が挿入されると共に、タレット
軸23の下側の螺軸部25にナット50が螺合されることによ
りタレット軸23に取着される。尚、タレット軸23の螺軸
部25に螺合されたナット50が締め付けられるとタレット
35のボス40に形成された挿通孔41の内周面とタレット軸
23のテーパー部27の外周面とが互いに圧着せしめられる
ことになり、これによって、タレット35がタレット軸23
にこれと一体的に回転されるように固定される。
しかして、タレット35はその軸心が前記ツール塔載軸11
に対して略45゜傾いた状態で配置されると共に、これが
回転されることによってツール43a、（43b）、（43
c）、43d、（43e）及び（43f）の移動軌跡がツール塔載
軸11の軸心の延長上を通るようにされる。
尚、ツール43a、（43b）、（43c）、43d、（43e）及び
（43f）の移動軌跡とツール塔載軸11の軸心の延長線と
が交わる位置をツール選択位置という。
しかして、タレット35が、例えば、ツール43dがツール
選択位置に来ている状態から60゜回転されると、ツール
（43c）又はツール（43e）がツール選択位置に移動され
て来るようになり、また、上記した状態からタレット35
が120゜回転されると、ツール（43b）又はツール（43
f）がツール選択位置に移動されて来るようになり、更
に、前記した状態からタレット35が180゜回転される
と、ツール43aがツール選択位置に移動されて来るよう
になる。
そして、ツール選択位置に来たツールはツール塔載軸11
と同軸上に位置されるようになり、ツール塔載軸11がＺ
軸方向へ移動されるに従って上下方向へ移動されると共
に、ツール塔載軸11がＲ方向へ回転されるに従ってＲ方
向へ回転されるようになる。
しかして、ツールの選択が行なわれるときは、ツール塔
載軸11がＺ方向における所定の位置まで移動され、それ
によって、タレットヘッド17がツール交換位置へ移動さ
れる（第１図に示す状態）。これにより、前記した第２
アーム10側に設けられた固定ギヤ13とタレット軸23側に
設けられた回転ギヤ31とが互いに噛合される。そこで、
ツール塔載軸11が、現在ツール選択位置に来ているツー
ルと次の作業に使用する必要なツールの間の角度に応じ
た量回転される。すると、タレットヘッド17全体が回転
されると共に、回転ギヤ31は回転ギヤ13と噛み合って公
転的に回転移動されるようことにより、これ自体自転さ
れるようになる。これによって、タレット軸23が回転さ
れるので、タレット35が回転される。
尚、前記したように、固定ギヤ13と回転ギヤ31はその径
及び歯数が同じに形成されているので、ツール塔載軸11
の回転角とタレット35の回転角は略等しいものとなる。
従って、例えば、次の作業に必要なツールが現在ツール
選択位置に来ているツールから180゜離間した位置にあ
るときは、ツール塔載軸11が180゜回転されることによ
って、当該必要なツールがツール選択位置へ移動せしめ
られるようになる。
51は前記ヘッド基部18の長手方向における反軸受部21側
に位置する平板部52の端部に設けられたパッド保持枠で
あり、このパッド保持枠51には後述するパッドが摺動自
在に保持されている。
53はパッド保持枠51の基部であり、該基部53が略門型に
形成されると共に、その上片53aの略中央部がヘッド基
部18の上記平板部52に固定されている。そして、基部53
の側片53b及び53bから腕54、54が、前記タレット35側へ
向けて、互いに平行に延びるように突設されていると共
に、腕54、54の互い対面し合う側面に腕54、54の長手方
向に沿って延びる溝55、55が形成されている。
56はヘッド基部18の平板部52の上面に設けられたレバー
支持軸であり、該レバー支持軸56は平板部52の幅方向と
略平行な方向に沿って延び、かつ、その両端部が平板部
52の幅方向における両端縁よりある程度突出するように
設けられている。
57は比較的厚みのある板状に形成されたパッドであり、
そのタレット側の面のうち幅方向における両端からある
程度内側へ寄った部分58は凹状の円弧面とされている。
59、59はパッド57の幅方向における両端面に形成された
突条であり、パッド57は、この突条59、59が前記パッド
保持枠51の腕54、54に形成された溝55、55に摺動自在に
係合されることにより、パッド保持枠51に摺動自在に支
持される。
60はパッド57の上面のうち幅方向における略中央部に形
成された浅い凹溝であり、該凹溝60はパッド57の移動方
向の全長に亘って形成されていると共に、凹溝60の前記
弧面58側の端部に突起61、61が突設されている。尚、こ
れら突起61、61の高さは、略凹溝の深さと等しくされて
いる。
62、62は略正方形状に形成されたローラ軸取付け板であ
り、それぞれの上面のうち一側に寄った部分に支持ブロ
ック63、63が固定されている。また、64、64は上記支持
ブロック63、63の互いに対面し合う側面から互いに内側
へ向けて突設されたローラ軸であり、該ローラ軸64、64
に係合ローラ65、65が回転自在に支持されている。しか
して、ローラ軸取付板62、62はその互いに対向し合う側
の側部がパッド57の上面に形成された前記凹溝60の幅方
向における両端部にある程度被さるような状態でパッド
57の上面に取着される。66、66、・・・はローラ軸取付
板62、62をパッド57に対して固定するためのねじであ
る。
67、67はパッド57の幅方向における両端に寄った部分に
形成されたスプリング挿入孔であり、該スプリング挿入
孔67、67の反タレット側端面はパッド57の反タレット35
側端部に開口されており、タレット35側の端部は閉塞さ
れている。68、68はコイルスプリングであり、該コイル
スプリング68、68はその大部分が上記スプリング挿入孔
67、67に挿入されると共に、ある程度圧縮された状態で
スプリング挿入孔67、67のタレット35側の端部と前記パ
ッド保持枠51の基部53の側片53b、53bとの間に介挿され
ている。
しかして、パッド57のコイルスプリング68、68の弾発力
により、常時、タレット35側へ移動しようとする移動力
を付勢されている。
69はパッド57に摺動自在に支持されたスライダーであ
る。スライダー69は上方から見て略長方形状に形成され
ると共に、その幅方向における両側面の下端縁に沿って
突条70、70が形成されている。71、71′はスライダー69
のタレット35側の端部からタレット35側へ向けて突設さ
れ、かつ、互いに上下方向に前記タレット35のフランジ
38の厚さより稍大きい間隔だけ離間して配置された突片
であり、該突片71、71′の幅方向における両端縁には切
欠部72、72、・・・が形成されている。そして、上記突
片71、71′の間にピン73が架設されており、該ピン73に
ロックローラ74が回転自在に支持されている。
しかして、スライダー69はその突条70、70が、前記パッ
ド57に形成された凹溝の両側部とローラ軸取付板62、62
とによって形成される略コ字状の保持部に摺動自在に保
持されることにより、パッド57の上面に摺動自在に保持
される。
75は前記パッド57の下面から下方へ向けて突設されたス
プリング係着ピン、また、76は前記スライダー69の下面
から下方へ向けて突設されたスプリング係着ピンであ
り、これらスプリング係着ピン75と76との間に引張りス
プリング77が架け渡されている。
しかして、スライダー69は引張りスプリング77の引張力
により、常時、タレット35側へ移動しよとする移動力を
付勢されていると共に、パッド57がタレット35と離間し
た位置に保持されているときは、下側の突片71′の切欠
部72、72が前記凹溝60から突設された突起61、61に当接
することにより、パッド57に対する位置が保持されるよ
うになっている。
78、78は略板状に形成された回動レバーであり、該回動
レバー78、78はそれぞれの上端部に形成された支点孔7
9、79に前記ヘッド基部18の平板部52に設けられたレバ
ー支持軸56の両端部が挿通されることにより、レバー基
部18に回動自在に支持されている。そして、回動レバー
78、78にはこれらの下端部を側方から見て略逆Ｕ字状に
切り欠くように形成された係合部80、80が設けられてお
り、該係合部80、80は前記パッド57に設けられた係合ロ
ーラ65、65にその外周面を両側から挟むようにかつ、摺
動自在に係合されている。また、回動レバー78、78の上
端部からローラピン81、81が前記ヘッド基部18の連結部
20側へ向けて略水平な方向に突出されており、その先端
部は前記固定ギヤ13の下面のうち略開口部14の開口縁と
対応するところまで延びている。そして、上記ローラピ
ン81、81の先端部に被押圧ローラ82、82が回転自在に支
持されている。従って、被押圧ローラ82、82はその外周
面が固定ギヤ13の下面と対面するように位置されてい
る。
83、83はパッド57の略中央部に押込状に設けられた接続
端子であり、その一端はパッド57の前記円弧面58より稍
タレット35側へ突出するように位置されている。尚、こ
の接続端子83、83は図示しないリード線を介して産業用
ロボット１の制御部に接続されている。
84a、84b及び84cはパッド57を略その移動方向に貫通す
るように形成されたエアー通路であり、各エアー通路84
a、84b及び84cのタレット35側の端部は大径に形成され
ると共に、パッキンとしてのＯリング85、85、85が内嵌
状に設けられている。また、エアー通路84a、84b及び84
cの反タレット35側の端部には接続管86、86、86が取着
されており、この接続管86、86、86には制御弁を介して
高圧空気発生装置に接続された図示しないエアーホース
の先端部が連結されている。
尚、これら接続端子83、83、エアー通路84a、84b及び84
cのタレット35側の端部は、パッド57の前記円弧面58に
位置されていると共に、パッド57がタレット35側へ移動
されたときには、それぞれ、タレット35に設けられた前
記接続端子46a乃至46f及びエアーパイプ48a乃至48lのう
ちパッド57と対面するように位置されたものと接続する
ことができるようにされている。
次に、上記したように構成された産業用ロボット１によ
るツール交換動作とそれに伴なうパッド57の動作及びロ
ックローラー74によるタレット35のロック動作等を、現
在、ツール43dが選択されている状態からツール43aに交
換される場合を例にとって説明する。
第１図に示す状態においては、ツール43dがツール選択
位置に来ている。
尚、第１図に示す状態はタレットヘッド17がツール交換
位置に来ている状態を示すものであるが、これ以前の状
態、即ち、ツール43dが作業に使用されている状態にお
いて、タレットヘッド17はこれより下方の位置へ来てい
る。
そこで、産業用ロボット１に対して、図示しない制御部
からツール43aを選択すべき指令が為されると、ツール
塔載軸11が、第１図に示す位置へ移動され、これによ
り、タレットヘッド17がツール交換位置へ移動される。
これにより、前記したように、固定ギヤ13と回転ギヤ31
とが互いに噛合される。そして、タレットヘッド17がツ
ール交換位置へ移動されて行くと、被押圧ローラー82、
82が固定ギヤ13の下面に衝合して相対的に下方へ押圧さ
れるようになるため、回動レバー78、78がレバー支持軸
56によって支持された部分を中心に第１図における時計
回り方向へ回動せしめられ、これによって、回動レバー
78、78の係合部80、80がパッド57に設けられた係合ロー
ラー65、65を反タレット35側へ向けて押圧するようにな
る。しかして、パッド57がコイルスプリング68、68の弾
発力に抗して反タレット35側へ移動され、第１図、第２
図、第５図、第７図及び第９図に示す非接続位置へ来る
ようになる。
そして、パッド57が非接続位置へ移動されると、スライ
ダー69に設けられたロックローラー74がタレット35のフ
ランジ38に形成された係合部49a乃至49fのいずれとも係
合しない位置に保持されると共に、エアー通路84a、84b
及び84cはそれまで接続されていたタレット35側のエア
ーパイプ48g、48h及び48iとの接続状態が切り離され、
また、接続端子83、83はそれまで接触されていたタレッ
ト35側の接続端子46d、46dから離されるようになる。
そこで、ツール塔載軸11が略180゜回転される。する
と、タレットヘッド17が180゜回転されるので第２図に
示す位置へ移動されると共に、前記したようにしてタレ
ット35も180゜回転せしめられる。これによって、ツー
ル43aがツール選択位置へ来ると共に、接続端子46a、46
aとエアーパイプ48a、48b及び48cがパッド57の円弧面58
と対面する位置へ来る。
尚、タレットヘッド17が回転されるとき、回動レバー7
8、78に支持された被押圧ローラー82、82は固定ギヤ13
によって押圧された状態のまま該固定ギヤ13の下面に沿
って回転移動される。従って、この間も、パッド57は非
接続位置に保持されている。
しかして、ツール塔載軸11は上記したように所定量回転
された後ツール43aを所定の作業位置に至らしめるよう
に下方へ移動される（第３図に示す状態）。
そして、ツール塔載軸11が下方へ移動されると、パッド
57が第３図、第８図及び第10図に示す接続位置へ自動的
に移動される。即ち、第２図に示す状態からツール塔載
軸11が下方へ移動されると、被押圧ローラー82、82が固
定ギヤ13の下端面から離れるため、回転レバー78、78に
よるパッド57に対する反タレット35側へ押圧力が解除さ
れる。従って、パッド57はコイルスプリング68、68の押
圧力によって、タレット35側へと移動せしめられること
になる。
しかして、パッド57が接続位置へ来ると、パッド57側の
エアー通路84a、84b及び84cにタレット35側のエアーパ
イプ48a、48b及び48cが接続されると共に、パッド57側
の接続端子83、83の先端とタレット35側の接続端子46
a、46aの先端とが互いに圧接されるようになる。尚、エ
アー通路の接続状態は、パッド57側のエアー通路84a、8
4b及び84cの先端部に設けられたＯリング85、85、85が
タレット35側のエアーパイプ48a、48b及び48cのフラン
ジ48a′、48b′及び48c′と圧着されることにより確実
に行なわれることになる。
そして、パッド57が接続位置へ移動されることによっ
て、タレット35のツール塔載軸11に対する位置が自動的
にロックされることになる。即ち、パッド57が接続位置
へ移動されると、スライダー69に設けられたロックロー
ラー74がタレット35のフランジ38に形成された係合部49
aに係合されることになるので、これによって、タレッ
ト35はその回転を阻止された状態にされる。
ところで、タレット35の回転が停止されたとき、タレッ
ト35は、必ずしも所定の停止位置、即ち、選択されるツ
ール（上記した動作例においてはツール43a）が選択位
置へ精度良く位置決めされるような位置に停止されると
は限らない。即ち、固定ギヤ13と回転ギヤ31との噛み合
いのバックラッシュ等の関係で、所定の停止位置より稍
ずれた位置に停止される場合もあり得る。そして、この
ような場合、選択されるツールと対応する係合部（前記
した動作例においては係合部49a）もロックローラー74
の真正面の位置より稍ずれた位置へ来ることになる。
しかしながら、係合部49a、49b、49c、49d、49e及び49f
はその互いに対向し合う両側面が前記したように斜めに
形成されているため、ロックローラー74に対してある程
度ずれた位置に来ても、ロックローラー74が、これの外
周面が係合部49a、49b、49c、49d、49e及び49fの両側面
のうちいずれか一方の側面に接触しながら移動されるこ
とによって確実に当該係合部49a、49b、49c、49d、49
e、49fのいずれかと係合されるようになる。そして、ロ
ックローラー74が係合部49a、49b、49c、49d、49e及び4
9fの所定のものに上記したように係合されることによっ
て、タレット35が所定の停止位置へ向けて僅かに回転せ
しめられる。即ち、停止位置を修正するように回転せし
められるので、結局、タレット35は所定の停止位置にロ
ックされるようになる。しかして、選択されたツールが
所定のツール選択位置に精度良く位置決めされるように
なる。
尚、パッド57は、これが接続位置へ移動されるとき、ロ
ックローラー74がタレット35の当該係合部に係合された
状態から更にタレット35の軸心側へ向けて移動されるよ
うになる。従って、パッド57とスライダー69の間に設け
られた引張りスプリング77の引張力が増大され、ロック
ローラー74はこの増大された引張力によって当該係合部
に圧接せしめられるようになる。これによって、ロック
ローラー74の当該係合部に対する係合状態が確実に保持
される。
しかして、選択されたツール43aは、そのシリンダー部
に所定のタイミングで高圧空気が送りこまれ、あるいは
ツール塔載軸11と一体的に回転され、これによってツー
ル43aによる所定の作業動作が行なわれる。
発明の効果 以上に記載したところから明らかなように、本発明は、
産業用ロボットのアームに支持され、軸回り方向に回動
自在かつ軸方向に移動自在なツール搭載軸の端部に用い
られ、該ツール搭載軸に対する回動軸として設けられる
タレット軸の外周囲方向に配置された複数のツールから
一のツールを選択して組立・加工する産業用ロボットの
ツール選択装置において、タレット軸を中心に外周囲方
向に複数のツールを配すると共に、上記ツール搭載軸の
一端部にタレット軸を回転軸として回転自在に設けられ
たタレットと、タレット軸に付設された第１の歯車と、
ツール搭載軸の軸方向の移動によって第１の歯車に噛合
可能となるようにスール搭載軸に付設された第２の歯車
とを有し、ツール搭載軸の軸回りの回転力を第２の歯車
から第１の歯車に伝達することによってタレットを回転
させるタレット回転手段と、タレットが回転されて必要
なツールが選択されツールの回動軸がツール搭載軸に沿
うよう状態になったとき、タレットの上記ツール搭載軸
に対してなす角度を固定するタレット固定手段と、を具
備し、ツール交換時には、ツール搭載軸を軸方向に移動
させて上記第１の歯車と第２の歯車とを噛合させるとと
もに上記タレット固定手段を解除状態にし、作業時に
は、第１の歯車と第２の歯車との噛合を解除する方向に
ツール搭載軸を移動させるとともに上記タレット固定手
段を固定状態にすることを特徴とする。
従って、本発明によれば、作業内容が変る度に行なわれ
るツールの交換は、タレットを回転するだけで実行する
ことができるので、ツール交換を極めて短時間のうちに
行なうことができ、ロボットの作業能率を著しく高める
ことができる。
そして、タレットを回転させるための駆動力には、ツー
ル搭載軸の軸回りの回動力を利用し、また、タレット回
転手段を構成する第１の歯車と第２の歯車との噛合させ
又は噛合を解除するのにツール搭載軸の軸方向の移動力
を利用しているので、タレットを回転するための駆動源
や歯車の噛合や噛合の解除に係る機構を別個に設ける必
要がない。従って、本発明に係るツール選択装置を産業
用ロボットの作用端に用いたとしても、作用端にかかる
重量が著しく増加したり、形状が大きくなることはな
い。
しかも、本発明によれば、タレットが回転されて必要な
ツールが選択されたとき、タレットはタレット固定手段
により、ツール塔載軸に対する位置が自動的にロックさ
れる。従って、選択されたツールは所定の選択位置に精
度良く位置決めされた状態で保持されるようになるた
め、作業ミスが生ずる惧れもない。
しかして、本発明によれば、作業能率が良く、安価で、
しかも、信頼性に優れた新規な産業用ロボットのツール
選択装置を提供することができる。
更に、前記した実施例においては、タレットのツール塔
載軸に対する位置をロックするタレット固定手段とし
て、タレットヘッドに摺動自在に設けられたスライダー
のロックローラーをタレットに形成された位置決め用の
係合部に係合せしめる構成のものを用いたが、タレット
固定手段としては、この他に、例えば、タレットに位置
決め用の孔を形成しておき、ツールが選択されたとき、
タレットヘッドの基部側に設けられたテーパーピンが上
記位置決め孔に係合されるような構成のものを用いるこ
ともできる。そして、このタレット固定手段を動作せし
める手段としては、前記実施例に示したレバー機構の他
に、例えば、エアシリンダー等を用いることも考えられ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第10図は本発明産業用ロボットのツール選択
装置の実施の一例を示すものであり、第１図はタレット
ヘッドがツール交換位置に来ている状態における要部側
面図、第２図は必要なツールが選択された状態における
要部を断面で示す側面図、第３図はタレットヘッドが所
定の作業位置に来ている状態における要部の一部切欠側
面図、第４図は産業用ロボットの全体を示す斜視図、第
５図はタレットヘッドの底面図、第６図はタレットヘッ
ドの要部を分解して示す斜視図、第７図は第１図のVII
−VII線に沿う断面図、第８図は第３図のVIII−VIII線
に沿う断面図、第９図は第１図のIX−IX線に沿う断面
図、第10図は第３図のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 符号の説明 １……産業用ロボット、10……アーム、11……ツール塔
載軸、13……第２の歯車、13、31……タレット回転手
段、17……ツール選択装置、23……タレット軸、31……
第１の歯車、35……タレット、43……ツール、49、69、
74……タレット固定手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】産業用ロボットのアームに支持され、軸回
    り方向に回動自在かつ軸方向に移動自在なツール搭載軸
    の端部に用いられ、該ツール搭載軸に対する回動軸とし
    て設けられるタレット軸の外周囲方向に配置された複数
    のツールから一のツールを選択して組立・加工する産業
    用ロボットのツール選択装置において、 タレット軸を中心に外周囲方向に複数のツールを配する
    と共に、上記ツール搭載軸の一端部にタレット軸を回転
    軸として回転自在に設けられたタレットと、 タレット軸に付設された第１の歯車と、ツール搭載軸の
    軸方向の移動によって第１の歯車に噛合可能となるよう
    にツール搭載軸に付設された第２の歯車とを有し、ツー
    ル搭載軸の軸回りの回転力を第２の歯車から第１の歯車
    に伝達することによってタレットを回転させるタレット
    回転手段と、 タレットが回転されて必要なツールが選択されツールの
    回動軸がツール搭載軸に沿うよう状態になったとき、タ
    レットの上記ツール搭載軸に対してなす角度を固定する
    タレット固定手段と、を具備し、 ツール交換時には、ツール搭載軸を軸方向に移動させて
    上記第１の歯車と第２の歯車とを噛合させるとともに上
    記タレット固定手段を解除状態にし、 作業時には、第１の歯車と第２の歯車との噛合を解除す
    る方向にツール搭載軸を移動させるとともに上記タレッ
    ト固定手段を固定状態にする ことを特徴とする産業用ロボットのツール選択装置。
  2. 【請求項２】上記タレット軸と上記ツール搭載軸とが略
    45度の角度をなすように配設されたことを特徴とする特
    許請求の範囲第１項記載の産業用ロボットのツール選択
    装置。
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