JPH0748384Y2 - ロボット用工具交換装置 - Google Patents

ロボット用工具交換装置

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JPH0748384Y2
JPH0748384Y2 JP1990074171U JP7417190U JPH0748384Y2 JP H0748384 Y2 JPH0748384 Y2 JP H0748384Y2 JP 1990074171 U JP1990074171 U JP 1990074171U JP 7417190 U JP7417190 U JP 7417190U JP H0748384 Y2 JPH0748384 Y2 JP H0748384Y2
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claw
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    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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    • B25J15/04Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/54Arrangements or details not restricted to group B23Q5/02 or group B23Q5/22 respectively, e.g. control handles
    • B23Q5/58Safety devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は工業用ロボットの手首部などに工具を着脱する
ための工具交換装置に関する。
[従来の技術] 従来、工業用ロボットの手首部などに固定された工具交
換装置の本体部のシリンダに、クランプ用ピストンと、
そのクランプ用のピストンの移動によってクランプ位置
に移動するクランプボールとを設け、工具が取り付けら
れるアダプタにクランプボールとの係合部を設け、ピス
トンを動作することによりアダプタとクランプボールと
を係合させたり外したりするものが開示されている(例
え特開昭58-186589号公報)。
[考案が解決しようとする課題] ところで、上記構成では工具をクランプするとき、クラ
ンプボールがピストンのストレート部分に当たるため、
繰り返し着脱する間にクランプボール、ピストン、アダ
プタの相互に接触する部分が摩耗してガタが発生し、工
具の位置精度不良となることがある。このガタを防ぐた
めに工具をクランプするときクランプボールがピストン
のテーパ部分に当たるようにした場合、ピストンの圧力
流体源の故障や、圧力流体供給用ホースが切れたり外れ
たりしたとき、シリンダ内の圧力が低下し、アダプタに
加えられた外力によってピストンが押し戻されてクラン
プボールがアダプタから外れ、工具交換装置から工具が
投げ出されるなどの災害を引き起こす危険があった。
また、このピストンの押し戻しを防ぐためシリンダ内に
圧縮バネを入れた場合、バネの寿命が問題となる。
本考案は、故障等により圧力流体の供給が停止された場
合でも、外力により工具が投げ出されることがなく、し
かも、経年変化によりクランプ時にガタが発生しない、
安全かつ高精度の工具交換装置を提供することを目的と
するものである。
[課題を解決するための手段] 本考案は、シリンダを備えた本体部と、前記シリンダ内
を往復運動し前記本体部の外部に突出するピストンロッ
ドを備えたピストンと、前記ピストンの往復運動により
開閉するクランプ爪と、前記クランプ爪に係合するツー
ルプレートとを備えたロボット用工具交換装置におい
て、前記ピストンロッドの先端に設けられた支持ブロッ
クに固定された連結ピンと、前記本体部の前記ツールプ
レートが取り付けられる面に固定された支持部に一方端
がピン連結され、他方端に係合爪を備え、中央部に連結
ピンを備えた一対のL字状のクランプ爪と、一方端部が
前記クランプ爪の中央部に設けられた連結ピンとピン連
結し他方端部に前記支持ブロックに固定された連結ピン
に係合する長穴を備えた一対のリンクとを備えたもので
ある。
また、前記ツールプレートを前記クランプ爪に係合させ
たとき前記支持ブロックに固定された連結ピンが前記長
穴の前記クランプ爪寄りの側面に接触し、かつ前記クラ
ンプ爪と前記支持ブロックとの隙間が小さくなるように
前記リンクを配置したものである。
また、前記クランプ爪の前記支持ブロックに対向する側
面に凸部を備えたものである。
また、前記ツールプレートを前記クランプ爪に係合させ
たとき、前記一対のリンクが一直線にならないように配
置されたものである。
また、前記支持部に前記ピストンの移動方向と垂直に設
けられた摺動穴と、前記摺動穴の中を摺動し前記リンク
とピン連結されたクランプ爪とを備えたものである。
[作用] クランプした状態で圧力流体の供給が停止した場合、ツ
ールプレートを本体から外すような外力が作用して、ク
ランプ爪が支持ブロックの方向に押されても、クランプ
爪の側面が支持ブロックの側面に突き当たって、クラン
プ爪が連結ピンの回りに回動出来ず、ロック状態となっ
てピストンを押し返す力は発生しない。
[実施例] 本考案を図に示す実施例について説明する。
第1図は本考案の実施例を示す正断面図で、工具交換装
置の本体部1の内部にシリンダ2を形成してピストン3
が往復運動しうるようにしてある。シリンダ2の一方端
は閉じられ、その一方端付近には圧力流体の入出口21が
設けられ、他方端にはピストンロッド31が気密を保って
取付け面11の外部に突出しうる開口部22が設けられ、他
方端付近には圧力流体の入出口23が設けられている。ピ
ストンロッド31の先端には支持ブロック32が設けられ、
連結ピン33、33が固定されている。本体部1の取付け面
11には、支持部4、4がピストンロッド31を挟む位置に
固定され、連結ピン41、41を介して一対のL字状のクラ
ンプ爪5、5の一方端がピン連結されている。クランプ
爪5、5の中央部には連結ピン51、51を介してリンク
6、6の一方端がピン連結され、他方端には外側に向か
って突出する係合爪52を備え、支持ブロック32に対向す
る側面には凸部53が設けられている。リンク6、6の他
方端には長穴61、61が設けられ、支持ブロック32に設け
られた連結ピン33、33がそれぞれ長穴61、61に係合して
いる。
工具が固定されているツールプレート7は中空円筒に形
成され、内周には段付部71が設けられ、本体部1の取付
け面11に取り付けられる側の内径が小さくなっており、
係合爪52が係合してツールプレート7を取付け面11にク
ランプするようにしてある。
第1図がツールプレート7を本体部1にクランプした状
態を示している。すなわち、ピストン3が図の下方に向
かって押し下げられ、ピストンロッド31、支持ブロック
32、連結ピン33、リンク6、連結ピン51を介してクラン
プ爪5が外側に押付けられ、連結ピン41の回りに回動さ
れてツールプレート7の段付部71にクランプ爪5の先端
が係合している。このとき、支持ブロック32の側面とク
ランプ爪5の凸部53との間隔がごく僅かになっており、
連結ピン33は長穴61の連結ピン51寄りの内面に接触して
いる。
したがって、このクランプした状態で圧力流体の供給が
停止した場合、ツールプレート7を本体部1から外すよ
うな外力が作用して、クランプ爪5が支持ブロック32の
方向に押されても、クランプ爪5の側面が支持ブロック
32の側面に突き当たって、クランプ爪5が連結ピン41の
回りに回動出来ず、ロック状態となってピストン3を押
し返す力は発生しない。
また、2本のリンク6が一直線にならないようにし、あ
る角度を持たせ、さらにシリンダのストロークに余裕を
持たせておけば、クランプ爪5、リンク6、ツールプレ
ート7等が摩耗しても、ピストン3を押し上げてガタを
発生することはない。
第2図は前記ロック状態を解除した状態を示す。第1図
の状態を如何なる方向からクランプ爪5に外力を加えて
もこの状態にすることは出来ない。しかし、ピストン3
を圧力流体によって押し上げることにより、連結ピン33
が長穴61の連結ピン51から離れた内面に接触してリンク
6を持ち上げ、支持ブロック32の側面がクランプ爪5の
側面から離れるので、クランプ爪5を連結ピン41の回り
に回動させてクランプ爪5をツールプレート7の段付部
71から外すことができる。
第3図は第2図のロック解除状態からさらに圧力流体に
よってピストン3を押し上げ、クランプ爪5を解放した
アンクランプ状態を示す。
なお、1対のリンク6の他方端に前記支持ブロックに固
定された連結ピンとピン連結し、一方端に前記クランプ
爪の中央部に設けられた連結ピンに係合する長穴を備え
てもよい。
第4図は他の実施例で、支持部4にピストン3の移動方
向と垂直の摺動穴42を設け、リンク6の移動によってク
ランプ爪5を摺動穴42の中を水平方向に摺動させて、ク
ランプ爪5の先端をツールプレート7の段付部71に係合
させるようにしたものである。
第5図は二つのリンク6、6を1個の連結ピン33によっ
て長穴61、61にピン連結したものである。
[考案の効果] 以上述べたように、本考案によれば、クランプ状態で圧
力流体の供給が停止しても、クランプ爪の側面が支持ブ
ロックの側面に突き当たるようにしてあるので、先端に
取り付けられた工具が投げ出されることがない。また、
クランプ状態での部品の摩耗等によるガタの発生は一対
のリンクが一直線にならないように、ある角度を持た
せ、さらにシリンダのストロークに余裕を持たせたこと
で自動的に防止されるので、安全で高精度な工具交換装
置を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の実施例のロック状態を示す正断面図、
第2図はロック状態を解除した状態を示す正断面図、第
3図はアンクランプ状態を示す正断面図、第4図および
第5図は他の実施例を示す正断面図である。 1…本体、2…シリンダ、3…ピストン、31…ピストン
ロッド、32…支持ブロック、33、41、51…連結ピン、4
…支持部、42…摺動穴、5…クランプ爪、52…係合爪、
53…凸部、6…リンク、61…長穴、7…ツールプレー
ト、71…段付部

Claims (7)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリンダを備えた本体部と、前記シリンダ
    内を往復運動し前記本体部の外部に突出するピストンロ
    ッドを備えたピストンと、前記ピストンの往復運動によ
    り開閉するクランプ爪と、前記クランプ爪に係合するツ
    ールプレートとを備えたロボット用工具交換装置におい
    て、 前記ピストンロッドの先端に設けられた支持ブロックに
    固定された連結ピンと、 前記本体部の前記ツールプレートが取り付けられる面に
    固定された支持部に一方端がピン連結され、他方端に係
    合爪を備え、中央部に連結ピンを備えた一対のクランプ
    爪と、 一方端部が前記クランプ爪の中央部に設けられた連結ピ
    ンとピン連結し、他方端部に前記支持ブロックに固定さ
    れた連結ピンに係合する長穴を備えた一対のリンクとを
    備えたことを特徴とするロボット用工具交換装置。
  2. 【請求項2】他方端に前記支持ブロックに固定された連
    結ピンとピン連結し、一方端に前記クランプ爪の中央部
    に設けられた連結ピンに係合する長穴を備えた1対のリ
    ンクとを備えた請求項1記載のロボット用工具交換装
    置。
  3. 【請求項3】前記クランプ爪がL字状に形成され、端部
    に形成された係合爪が外側に向かって突出するように配
    置された請求項1または2記載のロボット用工具交換装
    置。
  4. 【請求項4】前記ツールプレートを前記クランプ爪に係
    合させたとき、前記支持ブロックに固定された連結ピン
    が前記長穴の前記クランプ爪寄りの側面に接触し、かつ
    前記クランプ爪と前記支持ブロックとの隙間が小さくな
    るように前記リンクを配置した請求項1から3までのい
    ずれか1項に記載のロボット用工具交換装置。
  5. 【請求項5】前記クランプ爪の前記支持ブロックに対向
    する側面に凸部を備えた請求項1から4までのいずれか
    1項に記載のロボット用工具交換装置。
  6. 【請求項6】前記ツールプレートを前記クランプ爪に係
    合させたとき、前記一対のリンクが一直線にならないよ
    うに配置し、さらにシリンダのストロークに余裕を持た
    せた請求項1から5までのいずれか1項に記載のロボッ
    ト用工具交換装置。
  7. 【請求項7】前記支持部に前記ピストンの移動方向に対
    し垂直に設けられた摺動穴と、前記摺動穴の中を摺動
    し、かつ前記リンクとピン連結されたクランプ爪とを備
    えた請求項1または2記載のロボット用工具交換装置。
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