JPH08290359A - 産業用ロボットにおける研削工具の砥石交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 産業用研削ロボットの研削砥石の交換を自動
的に遂行する装置の提供すること。 【構成】 研削工具１６の砥石２０を上下のスペーサ２
４、２６で挟持するときにダブルロック式の上下六角ナ
ット２８、３０で締め付け固定し、砥石交換時にはナッ
トランナでダブルロック式六角ナット２８、３０を順次
に所定のプログラムで順次に取り外し、下部スペーサ２
６、磨耗砥石２０を取り外し後に、砥石供給手段８０で
砥石２０を交換し、その後、再び、ナットランナ手段５
０の２つのナットランナ装置６２，６４により新砥石を
下スペーサ２６、ダブルロック式六角ナット２８、３０
で締め付け固定し、上部スペーサ２４との間に固定し
て、産業研削ロボットの再始動させる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボット、特
に、アーム先端に砥石工具を交換可能に保持するホルダ
を有した回転研削工具を備え、該砥石工具によりワーク
の研削、バリ取り等を所定の教示プログラムに従って遂
行する産業用研削ロボットの砥石工具を、磨耗時にロボ
ット動作とナットランナ手段によるナットの回動解締、
回動緊締作用を利用して新しい砥石工具と自動的に交換
可能にするための産業用ロボットにおける研削工具の砥
石交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業用ロボットのアーム先端に装着した
研削工具を用いて、溶接加工ワーク、鋳物ワーク、板金
加工ワーク等の溶接肉盛り部の修正、バリ取りや表面研
磨等を教示プログラムに従って自動遂行する研削作業用
ロボットは従来より多用されている。

【０００３】このような研削作業用ロボットにおいて
は、研削工具のホルダ部分に装着される砥石工具の磨耗
度に応じた適正時期に砥石工具を交換する必要がある。
従って研削作業用ロボットにおける砥石工具の交換は、
従来より種々の方式の下に遂行されており、第１の方式
では、ロボットのアーム先端の手首部に装着された研削
工具を砥石工具を有した工具ホルダ部分共々全体的に、
自動交換装置によって交換するものである。この場合の
自動工具交換装置は、研削工具格納域に格納された修整
済み砥石工具を装着した複数の研削工具とロボットアー
ムの先端に装着された磨耗砥石工具を有した研削工具と
を搬送手段を介して交換するものである。そして、この
種の研削作業ロボットでは、アーム先端の先行使用の研
削工具に磨耗が発生したときには、研削工具を修整済み
砥石工具を有した研削工具に交換する方式となってい
る。

【０００４】第２の方式として研削工具は軸付き砥石工
具を備えるものに限定し、その砥石軸を利用して自動交
換を行う方式のものも実用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来の第
１の方式のものでは、磨耗した砥石工具を研削工具の砥
石取付部から取り外して新たな砥石工具や修整済み砥石
工具と交換する作業は、依然として作業者による手作業
が介在するもので、産業用ロボットの使用現場でロボッ
ト制御装置の制御に従って自動的に進行するロボット作
業の間に、人間の操作が介入すると言う点で完全な省力
効果が達成されていない不利を有する。

【０００６】他方、第２の方式では、軸付き砥石工具で
ないディスク形の砥石工具を使用する研削作業ロボット
には応用できない点で不利を有する。依って、本発明の
目的は、このような不利を解消して、ディスク形の砥石
工具をロボットアームの先端に装着された研削工具に対
して自動的に装着し、また取り外すことが可能な産業用
ロボットにおける研削工具の砥石交換装置を提供せんと
するものである。

【０００７】本発明の他の目的は、研削作業用ロボット
による研削作業の自動化を推進して作業者の介入を解放
し、完全自動化された産業用研削作業ロボットを提供せ
んとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した目的に鑑みて、
本発明は、産業用ロボットのアーム先端に把持された回
転研削工具のホルダ軸に備えられた上下１対のスペーサ
間に、該ホルダ軸のねじ部に螺合したダブルナット要素
によってねじ締め挟持される砥石工具を磨耗の進行に応
じて交換する砥石交換装置において、前記産業用ロボッ
トの機体動作の動作領域内の所定の第１の位置に設けら
れ、前記アーム先端に把持された前記回転研削工具ホル
ダにおける上スペーサを掴持するスペーサ固定部と、該
スペーサ固定部の下方に設けられ、前記回転研削工具の
ホルダの下スペーサを前記上スペーサに対してねじ締め
するダブルナット要素の二段側ナット要素を受入する第
１のソケットを有し、受入した該二段側ナット要素を回
動、解締すると共に反対回動により該二段側ナット要素
を緊締させうる第１のナット回転部およびダブルナット
要素における一段側ナット要素を受入して該一段側ナッ
ト要素を回動し、解締すると共に該回転された一段側ナ
ット要素と共に前記回転研削工具のホルダから離脱、取
外しされる砥石工具を受承する受け部を有し、かつ取り
外された砥石工具と交換される新しい砥石工具と共に前
記一段側ナット要素を前記回転研削工具のホルダ軸に係
合せしめる第２のソケットを有した第２のナット回転部
を具備したナットランナ部と、前記ナットランナ部で取
り外した砥石工具を該ナットランナ部から排除して新し
い砥石工具を該ナットランナ部の前記第２ソケットの受
け部に供給するように所定の第２の位置に設けられた砥
石供給部と、前記ナットランナ部の前記第１、第２ナッ
ト回転部の回動を所定シーケンスに従って作動、制御す
ることにより前記一段、二段のダブルナット要素の解
締、緊締作用を制御するナットランナ制御部と、を具備
して構成され、前記ナットランナ制御部は、前記ナット
ランナ部の第２ナット回転部において前記回転研削工具
のホルダ軸に供給された新しい砥石工具と前記一段側ナ
ット要素とを共に装着して締付け、次いで第１ナット回
転部において前記二段側ナット要素を装着して締付け、
新旧砥石工具の自動交換を行わせるようにした産業用ロ
ボットにおける研削工具の砥石交換装置を提供せんとす
るものである。

【０００９】なお、上記ナットランナ制御部は、産業用
ロボットのロボット制御装置と接続して該ロボット制御
装置から砥石工具の交換プログラムに対応した指令信号
を供給、制御するように構成することが好ましい。ま
た、所要に応じてロボット制御装置の内部にナットラン
ナ制御部を予め組み込むようにしても良い。また、この
とき、新しい砥石工具を旧砥石工具に交換後の一段側お
よび二段側ナット要素の締付けは上記ナットランナ制御
部を介してロボット制御装置からの指令によって回転研
削工具のホルダ軸を回転させることによりおこなうよう
にしても良い。

【００１０】

【作用】上述の構成によれば、研削作業用ロボットのア
ーム先端に装着された研削工具の砥石工具が磨耗した場
合には、ロボットアームや手首等の機体動作によって研
削工具を上記の第１の位置に設けられた上スペーサ固定
部に移動させ、該上スペーサ固定部で回転研削工具のホ
ルダにおける上スペーサを掴み係合して研削工具の回転
を停止し、停止後に上スペーサの係合を解除しながら、
回転停止状態の研削工具を下方の第１のナット回転部の
第１のソケットに、上ホルダに対して研削工具の下ホル
ダを介して砥石工具を締め付ける２つの六角ナットから
成るダブルナット要素における二段目のナット要素を該
第１ナット回転部の回転によってソケット孔とナット六
角面との位相合わせをしながら装入する。

【００１１】ついで、上記上スペーサ固定部により再び
上スペーサを掴持、固定した上で上記ナットランナ制御
部の制御指令に応じて上記第１のナット回転部を作動す
ることにより、二段目の六角ナット要素をホルダ側のね
じボルトに対して回動させて解締し、取り外しを行って
第１のソケットに取り外した二段目のナット要素を受入
れる。

【００１２】次に、上記二段目のナット要素が取り外さ
れた回転研削工具を静止状態に維持しつつ、ナットラン
ナ部を水平動作と上下動作との組合せ動作させ、第１の
ナット回転部に代えて第２のナット回転部を回転研削工
具のホルダ軸と整合、位置決めする。このときホルダ軸
にはダブルナット要素における一段目のナット要素によ
って下スペーサを介して砥石工具が依然として装着され
ているので、第２のナット回転部の正逆回転により一段
目六角ナット要素との位相合わせをして該第２のナット
回転部を一段目六角ナット要素に係合させる。

【００１３】更に、該ナットランナにおける第２のナッ
ト回転部を回動させ、一段目六角ナットを解締する。こ
の結果、ダブルナット要素の一段目六角ナット要素もホ
ルダ軸から取り外され、下スペーサと共に第２のナット
回転部における第２ソケットに受入れる。このとき同時
に摩耗した砥石工具もホルダ軸から外れるが、この摩耗
砥石工具を上述した第２ナット回転部の受け部上に受承
する。

【００１４】その後、ナットランナ部を砥石供給部へ移
動させ、取り外した摩耗砥石工具を該ナットランナ部か
ら排除して新しい砥石工具を砥石供給部から当該ナット
ランナ部の第２ソケットの受け部に供給し、それを該受
け部で支承した状態で、再びロボットに装着された回転
研削工具のホルダ軸下端へ移動する。その後、ナットラ
ンナ部をナットランナ制御部の制御下で作動させる。つ
まり該ナットランナ部の受け部上に支承した新しい砥石
工具をホルダ軸に装入しながら、さらに、第２ソケット
内に受承された下スペーサと一段目六角ナット要素とを
ホルダ軸に装着し、一段目ナットを上述した解締作用と
逆に回動、緊締し、砥石工具を上下のスペーサ間に固定
する。

【００１５】次にナットランナ部を再び水平移動と上下
移動との組合せ動作で第１のナット回転部がホルダ軸の
下端に整合する位置へ位置決めする。そして、第１のナ
ット回転部のソケットに受入れた二段目の六角ナットを
該ホルダ軸の下端に係合させる。更に、該一段目六角ナ
ットを第１ナット回転部の回動によりねじ係合動作さ
せ、二段目ナット要素とダブルナット締付けを行うよう
にする。

【００１６】その後、スペーサ固定部により回転研削工
具の上スペーサの固定を解除する。こうして、新旧砥石
工具の交換を終了させ、ロボットアーム等のロボット機
体を動作させて、回転研削工具を所定の研削作業原位置
へ復帰させるのである。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づ
いて更に詳細に説明する。図１は、回転研削工具がエン
ドエフェクタとしてロボットの手首部の先端に装着され
た様子を示す略示図、図２は、産業用ロボットにおける
研削工具の砥石交換装置の構成を示す斜視図、図３はロ
ボット制御装置の指令により遂行される研削工具の交換
フローを示すフローチャートの前半部、図４は、ロボッ
ト制御装置の指令により遂行される研削工具の交換フロ
ーを示すフローチャートの後半部である。

【００１８】図１において、ロボットのアーム部１２の
先端に具備された手首部１４には、回転研削工具１６が
保持され、この回転研削工具１６は、基端側に回転駆動
源１８を有し、また、先端側の砥石ホルダ部１６ａに砥
石２０を保持し、ロボットに予め教示されたプログラム
に従って、所要の研削作業、つまり、バリ取り、表面研
磨、溶接ビートの修整研削等を行うように構成されてい
る。

【００１９】さて、ロボット手首部１４に保持された回
転研削工具１６の砥石２０が使用に応じて所定の使用時
間を経過する等により切れ味の低下が顕著になると、こ
の時点で後述のロボット制御装置からの指令に応じて磨
耗砥石又は目詰り砥石の交換が遂行される。ここで、図
２を参照すると、回転研削工具１６は、砥石２０の交換
が行われるときには、ロボットの動作により、その回転
軸を略鉛直にした姿勢にされて砥石２０の交換を受け
る。

【００２０】回転研削工具１６の砥石２０は、回転軸２
２を介して工具本体１６ａの下端に保持されている。１
６ｂは、回転軸２２の掴み部であり、回転軸２２は、砥
石２０に回転伝達を行うと共に両者一体となって回転す
る。そして、この回転軸２２は、その下端に上部スペー
サ２４を備え、この上部スペーサ２４により砥石２０の
略中心部を受承、支持している。上記上部スペーサ２４
は中心に砥石２０の中心孔が装入される回転軸２２の延
長部分が設けられ、最下端には図示のように、ねじ筋２
２ａを有している。また、上部スペーサ２４の側面周壁
部２４ａは角柱形状に形成されて二面壁部を有し、これ
により、１対の挟み具、例えば、バイス工具により同二
面壁部を挟持することが可能な構造を有し、該側面周壁
部２４ａの二面壁部を挟持すると、回転軸２２の回転を
強制的に阻止することが可能になっている。

【００２１】この上部スペーサ２４と共に砥石２０を保
持する下部スペーサ２６は、環状部材として形成され、
上部スペーサ２４との間に砥石２０を挟持する適宜厚の
部材として形成されている。この下部スペーサ２６の下
方には回転軸２２のねじ筋２２ａに噛合させて２つの六
角ナット２８、３０がダブルナットとして設けられ、こ
れらの六角ナット２８、３０を締めつけることによっ
て、下部スペーサ２６を上部スペーサ２４側に押圧し、
砥石２０を強固に挟持し得ると共に、ナット弛みが発生
しない構造となっている。従って、砥石２０の交換に当
たっては、ダブルナット構造の下側六角ナット３０、上
側六角ナット２８を順次にゆるめて、下部スペーサ２６
の締めつけを解除することが必要となる。

【００２２】次に、図２を更に参照して、砥石２０の新
旧交換を遂行する装置に就いて、説明する。回転研削工
具１６の砥石２０を自動交換する交換装置は、上述した
研削工具１６の下方砥石把持部における上部スペーサ２
４の側面壁部２４ａを挟持、固定するバイス工具５２，
５２を有した上部スペーサ固定手段５０を備え、各バイ
ス工具５２，５２は１対の流体シリンダ５３、５３によ
り矢印Ｐで示す相互に接近方向または、矢印と反対の離
反方向に移動自在に形成されている。また、一対のバイ
ス工具５２，５２は、矢印Ｑで示すように、上下にも案
内手段５４を介して一体となって可動に構成されてい
る。なお、流体シリンダ５３、５３の接近、離反動作や
上下動作は、ロボット制御装置ＲＣからの指令信号に応
じて作動するように接続されている。また、このとき、
上記の１対の流体シリンダ５３で一対のバイス工具５２
を開閉する構成に代えて、１つの流体シリンダ５３の先
端にスパナ工具を取付け、そのスパナ工具の開口は、上
部スペーサ２４の側面壁部２４ａを挟持し得るように予
め調節、設定したものを用いるようにしても良い。

【００２３】なお、上部スペーサ固定手段５０の上下方
向の動作は、予め、所定の上下位置に調節、設定可能で
あれば良く、特別のアクチュエータ手段を利用して上下
に自動的に可動な構成としても良い。図示例では、作業
者により、予め、使用する研削工具１６に応じて最適位
置を設定する場合を図示している。上記の上部スペーサ
固定手段５０の直下には、ナットランナ手段６０が設け
られている。

【００２４】このナットランナ手段６０は、第１のナッ
トランナ装置６２、第２のナットランナ装置６４を備え
て構成され、第１のナットランナ装置６２は、研削工具
１６の六角ナット２８、３０における下側六角ナット３
０の締め付け、取り外し手段として設けられ、該下側六
角ナット３０に係合してナット締め付け、ナット取り外
しの両作用を遂行する周知のランナソケット６６が支持
板６７上で縦軸回りに正逆両方向に回動自在に設けられ
ている。

【００２５】このランナソケット６６は六角ナット３０
の回動時の回転駆動源である駆動モータ６８ａ、ランナ
ソケット６６の正逆回動によるインチングを起動してラ
ンナソケット６６と六角ナット３０との位相合わせを行
う流体作動型のインチングアクチュエータ６８ｂとを具
備し、駆動モータ６８ａとインチングアクチュエータ６
８ｂとは共にナットランナ制御装置７０によって作動を
制御されるように構成され、同ナットランナ制御装置７
０自体は、ロボット制御装置ＲＣに接続され、所定の砥
石交換プログラムに従って第１、第２のナットランナ装
置６２、６４の作動制御を行うものである。

【００２６】一方、第２のナットランナ装置６４も同様
に研削工具１６の上側六角ナット２８の締め付け、取り
外し手段として設けられ、該上側六角ナット２８に係合
してナット締め付け、ナット取り外しの両作用を遂行す
るランナソケット７２が支持板６７上で縦軸回りに正逆
両方向に回動自在に設けられている。このランナソケッ
ト７２も回動用の駆動源モータ７４、流体作動型のイン
チングアクチュエータ７６とを有している。

【００２７】このナットランナ手段６０は、支持板６７
に支持された状態で、矢印Ｒ，Ｓで示す左右方向と矢印
Ｔ，Ｕで示す上下に図示されていない駆動手段を介して
移動自在に形成されている。また、このナットランナ手
段６０から所定の距離だけ隔てた位置に砥石供給排出手
段８０が設けられている。

【００２８】この砥石供給排出手段８０は、交換用の新
しい砥石２０又は修整済みの砥石２０等を予め重畳、保
管し、下端の供給口から供給する供給筒８２、基板８
３、該供給筒８２の下端供給口から砥石を一枚ずつ前方
に押圧して供給する砥石一枚分の厚さに形成された摺動
性の押出し板８４を摺動往復自在に有している。この押
出し板８４には、磨耗砥石の排出Ｖ溝８４ａと交換用砥
石２０の押出し孔８４ｂとが設けられ、また基板８３の
前方部位には磨耗砥石の排出孔８５が設けられている。
すなわち、前述したナットランナ手段６０によってダブ
ルナット２０、３０を取り外されることにより、下部ス
ペーサ２６と共に回転軸２２から取り外しされた磨耗砥
石２０は、この砥石供給排出部８０の排出孔８５から適
宜の磨耗砥石受け装置（図示なし）内に受容される構成
となっている。

【００２９】次に、上述した上部スペーサ固定手段５
０、ナットランナ手段６０、砥石供給排出手段８０等を
具備した研削工具の砥石交換装置の作用を説明する。先
ず、ロボット機体のアーム１２の先端の手首１４に保持
された研削工具１６の砥石２０が磨耗状態に達したこと
がロボット制御装置ＲＣによって例えば、所定の砥石使
用時間の経過を検知する等を介して検知されると、ロボ
ット制御装置ＲＣは研削作業を中止して、研削工具１６
をロボット動作によって交換ステーションに移動させ
る。次に、その回転軸２２が上下鉛直方向を向くように
位置決めする。

【００３０】このような鉛直方向に向けられた状態が図
２の砥石２０の姿勢である。このような姿勢を維持した
まま、上部スペーサ固定手段５０の上方位置に研削工具
１６の磨耗砥石２０を位置決め後に、上部スペーサ固定
手段５０の一対のバイス工具５２，５２によって上部ス
ペーサ２４を固定、保持する。この状態で、直下のナッ
トランナ手段６０の第１のナットランナ装置６２におけ
るランナソケット６６の正逆回転に従って同ランナソケ
ット６６の受け孔位相を下部六角ナット３０の位相に整
合させる、所謂、インチングがインチングアクチュエー
タ６８ｂの作動によってランナソケット６６を正逆両方
向に調節回動させることによって遂行される。

【００３１】位相整合により、ランナソケット６６に下
部六角ナット３０が受容されると、この時点で上部スペ
ーサ固定手段５０の１対のバイス工具５２，５２を作動
させて強固に砥石ホルダ部１６ａの上部スペーサ２４を
固定し、回転軸２２の自由回転を抑止する。その後、第
１ナットランナ装置６２をナットランナ制御装置７０の
制御の下にロボット制御装置ＲＣから入力される指令に
従って駆動モータ６８ａの駆動に応じて作動させ、ラン
ナソケット６６を回動させて下部六角ナット３０の取り
外しを行う。なお、この過程で、必要に応じてロボット
動作により砥石ホルダ部を上昇させて六角ナット３０を
完全に取り外す。取り外されたナット３０はランナソケ
ット６６に受容され、保持される。

【００３２】下部ナット３０の取り外しが終了すると、
ナットランナ手段６０は、先ず、一定距離だけ下降動作
（矢印Ｕ）し、その後、水平動作（矢印Ｒ）を遂行し
て、第２のナットランナ装置６４を砥石２０の直下位置
へ位置決めする。位置決め後に、更に、第２のナットラ
ンナ装置６４を上昇（矢印Ｔ）動作させて同第２のナッ
トランナ装置６４におけるインチングアクチュエータ７
６を起動してランナソケット７２の位相を上部六角ナッ
ト２８の位相に整合させるインチングを遂行する。

【００３３】整合が終了してランナソケット７２を上部
六角ナット２８に係合させた時点でナットランナ制御装
置７０の制御によりロボット制御装置ＲＣのプログラム
指令に従って駆動モータ７４を作動させ、上部六角ナッ
ト２８を回転軸２２のねじ筋部２２ａから解離させて下
方へ離脱させるナット取り外しプログラムが遂行され
る。

【００３４】砥石２０の下部側における上部六角ナット
２８が取り外されるに従って、該上部六角ナット２８の
直上方の下部スペーサ２６も回転軸２２から抜け落ちて
ランナソケット７２の内部に落下、受容される。このと
き、磨耗砥石２０も回転軸２２から抜け落ちるが、該砥
石２０はランナソケット７２の最上部に形成されたフラ
ンジ部上に受け取られる。

【００３５】そしてロボット機体が上昇することによ
り、研削工具１６の砥石ホルダ部１６ａ（図１参照）は
ナットランナ手段６０から適宜量だけ上向きに離れる。
この時点で、更にロボット制御装置ＲＣからの交換プロ
グラムにより、ナットランナ手段６０が横移動し（矢印
Ｓ）、同手段６０の第２のナットランナ装置６４におけ
るランナソケット７２を砥石供給排出手段８０の搬出孔
８５内に位置決めして停止する。

【００３６】このとき、砥石供給排出手段８０における
図示されていないアクチュエータがロボット制御装置Ｒ
Ｃからの指令に基づいて作動し、押出し板８４をその待
機位置から前方の砥石排出、供給位置へ前進、摺動さ
せ、先ず、その押出し板８４のＶ溝８４ａに依ってラン
ナソケット７２の上面に保持された磨耗砥石２０を押出
し落下により適宜の磨耗砥石受け装置の内部に排出、落
下させる。このとき略砥石一枚分の厚さを有して形成さ
れた同押出し板８４は、その長孔８４ｂの後端縁で供給
筒８２の下端側の供給口から交換用の砥石２０を押し出
すように前進し、押出した交換用砥石２０をランナソケ
ット７２のフランジ面上に砥石中心の取付け孔をランナ
ソケット中心に整合させるように、受渡し供給する。

【００３７】交換用砥石２０の受渡しが終了すると、押
出し板８４は後退して再び、上記の待機位置に戻る。ま
た、ナットランナ手段６０は横移動（矢印Ｒ）し、その
第２ナットランナ装置６４のランナソケット７２を再
び、研削工具１６の回転軸２２の直下に移動、位置決め
する。その後、ナットランナ手段６０は、ナットランナ
制御装置７０の制御により、今度は、砥石２０の取付け
プログラムを実施するのである。

【００３８】すなわち、先ず、第２ナットランナ装置６
４が上昇（矢印Ｔ）し、交換用砥石２０を回転軸２２に
挿通すると共にランナソケット７２内に受容された下部
スペーサ２６、上部六角ナット２８を回転軸２２の下端
のねじ筋部２２ａに係合させてから、駆動モータ７４の
回転駆動により同上部六角ナット２８を螺合させて下部
スペーサ２６を押し上げ、砥石２０を上部スペーサ２４
との間に挟持する。

【００３９】その後、ナットランナ手段６０は下降動作
（矢印Ｕ）、水平横移動（矢印Ｓ）をして、第１のナッ
トランナ装置６２の中心と回転軸２２の中心とが一致し
た位置に到達させる。次に、ナットランナ手段６０は上
昇して、第１のナットランナ装置６２のランナソケット
６６を回転軸２２の下端に整合させて、受容している下
部六角ナット３０を回転軸２２の下端のねじ筋部２２ａ
に螺合させる。そして駆動モータ６８ａをナットランナ
制御装置７０の制御下に作動させ、下部六角ナット３０
を回転軸２２の下端にしっかりと締め付け、下部スペー
サ２６と上部スペーサ２４との間に強固に砥石２０を挟
持する。

【００４０】その後、上部スペーサ２４の側面壁２４ａ
の二面端を保持している上部スペーサ固定手段５０のバ
イス工具５２，５２を流体シリンダ５３，５３の開放作
用に依って開口させ、上部スペーサ２４の保持を解除す
る。こうして、砥石２０の磨耗品と新規又は修整済み品
との間の交換が終了する。図３から図５は、ロボット制
御装置ＲＣの砥石交換プログラムに基づく砥石交換指令
に従ってナットランナ制御装置７０を介して遂行される
砥石交換過程を示すフローチャートである。

【００４１】すなわち、ロボット制御装置ＲＣは砥石の
交換装置による新旧砥石２０の交換作業を図３〜図５に
示すステップで次々に遂行させる。 (1) まず、研削作業用ロボットのアーム先端に装着され
た研削工具の砥石工具が磨耗したことが検知されると、
スタート指令によって交換作業が開始される。 (2) そして、ロボットアームや手首等の機体動作によっ
て研削工具１６の回転軸２２が鉛直となるように交換姿
勢に設定し、研削工具１６の回転を適宜の治具を用いて
停止する。

【００４２】(3) 次に、上記の交換姿勢を維持して所定
の位置に設けられた上スペーサ固定手段５０に移動さ
せ、該上スペーサ固定手段５０の１対のバイス工具５
２，５２で回転研削工具１６のホルダ１６ａにおける上
部スペーサ２４を掴み係合して研削工具の回転を停止す
る。 (4) 停止後に上部スペーサ２４の係合を解除しながら、
回転停止状態の研削工具を下方のナットランナ手段６０
の第１のナットランナ装置６２のランナソケット６６
に、ダブルナット機構を形成する２つの六角ナット２
８，３０における二段目の六角ナット３０を該第１ナッ
トランナ装置６２の回転によってソケット孔とナット六
角面との位相合わせ（インチング）をしながら挿入す
る。

【００４３】(5) ついで、上記上スペーサ固定手段５０
により再び上スペーサを掴持、固定した上で上記ナット
ランナ制御装置７０の制御指令に応じて上記第１のナッ
トランナ装置６２を作動することにより、二段目の六角
ナット３０を研削工具１６のホルダ側の回転軸下端のね
じボルト２２ａに対して回動させて解締し、取り外しを
行ってランナソケット６６に取り外した二段目の六角ナ
ット３０を受入れる。

【００４４】(6) 次に、上記二段目の六角ナット３０が
取り外された回転研削工具１６を静止状態に維持しつ
つ、ナットランナ手段５０を水平動作と上下動作との組
合せ動作させ、第１のナットランナ装置６２に代えて第
２のナットランナ装置６４を回転研削工具１６の回転軸
２２と整合、位置決めする。このとき回転軸２２にはダ
ブルナット要素における一段目の六角ナット２８によっ
て下部スペーサ２６を介して砥石２０が依然として装着
されているので、第２のナットランナ装置６４の正逆回
転により一段目六角ナット２８との位相合わせ（インチ
ング）をして該第２のナットランナ装置６４を一段目六
角ナット２８に係合させる。

【００４５】(7) 更に、該ナットランナ手段６０におけ
る第２のナットランナ装置６４を回動させ、一段目六角
ナット２８を解締する。この結果、ダブルナット要素の
一段目六角ナット２８も回転軸２２から取り外され、下
部スペーサ２６と共に第２のナットランナ装置６４にお
けるランナソケット７２に受入れる。このとき同時に摩
耗した砥石工具２０も回転軸２２から外れるが、この摩
耗砥石工具を上述した第２ナットランナ装置６４のラン
ナソケット７２のフランジ面上に受承する。

【００４６】(8) その後、ナットランナ手段６０を砥石
供給排出手段８０へ移動させ、取り外した摩耗砥石工具
２０を該ナットランナ手段６０のランナソケット７２か
ら排除して新しい砥石工具２０を砥石供給排出手段８０
から当該ナットランナ手段６０のランナソケット７２の
フランジ面上に中心を合わせて供給し、それを該ランナ
ソケット７２で支承した状態で、再びロボットに装着さ
れた回転研削工具１６のホルダ軸下端へ移動する。

【００４７】(9) その後、ナットランナ手段６０をナッ
トランナ制御装置７０の制御下で作動させる。つまり第
２のナットランナ装置６４のランナソケット７２上に支
承した新しい砥石工具２０を回転軸２２に装入しなが
ら、さらに、ランナソケット７２内に受承された下スペ
ーサ２６と一段目六角ナット２８とを回転軸２２の下端
に装着し、一段目六角ナット２８を前述の解締作用と逆
に回動、緊締し、砥石工具２０を上下部スペーサ２４、
２６間に締め付け固定する。

【００４８】(10) 次にナットランナ手段６０を再び水
平移動と上下移動との組合せ動作で第１のナットランナ
装置２６２が回転軸２２の下端に整合する位置へ位置決
めする。そして、第１のナットランナ装置６２のランナ
ソケット６６に受入れた二段目の六角ナット３０を該回
転軸２２の下端ねじ筋部２２ａに係合させる。更に、該
一段目六角ナット３０を第１ナットランナ装置６２の回
動によりねじ係合動作させ、二段目の六角ナット２８と
ダブルナット式締付けを行うようにする。

【００４９】その後、スペーサ固定手段５０により回転
研削工具１６の上部スペーサ２４の固定を解除する。こ
うして、新旧砥石工具の交換を終了させ、ロボットアー
ム等のロボット機体を動作させて、回転研削工具１６を
所定の研削作業原位置へ復帰させるのである。

【００５０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、産業用研削ロボットの回転研削工具における
砥石の磨耗、目詰まりによる切れ味の低下に従って、自
動的に砥石を新規砥石又は修整済み砥石と自動交換を遂
行できるので、ロボット研削作業における省力化効果を
一層促進して研削作業能率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転研削工具がエンドエフェクタとしてロボッ
トの手首部の先端に装着された様子を示す略示図であ
る。

【図２】産業用ロボットにおける研削工具の砥石交換装
置の構成を示す斜視図である。

【図３】ロボット制御装置の指令により遂行される研削
工具の交換フローを示すフローチャートの前半部分であ
る。

【図４】ロボット制御装置の指令により遂行される研削
工具の交換フローを示すフローチャートの中間部分であ
る。

【図５】ロボット制御装置の指令により遂行される研削
工具の交換フローを示すフローチャートの後半部分であ
る。

【符号の説明】

１６…回転研削工具 １６ａ…ホルダ部 ２０…砥石工具 ２２…回転軸 ２２ａ…ねじ筋部分 ２４…上部スペーサ ２６…下部スペーサ ２８…六角ナット ３０…六角ナット ５０…上部スペーサ手段 ５２…バイス工具 ６０…ナットランナ手段 ６２…第１のナットランナ装置 ６４…第２のナットランナ装置 ６６…ランナソケット ７２…ランナソケット ７０…ナットランナ制御装置 ８０…砥石供給排出手段 ８４…押出し板 ＲＣ…ロボット制御装置

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先端に把持され
   た回転研削工具のホルダ軸に備えられた上下１対のスペ
   ーサ間に、該ホルダ軸のねじ部に螺合したダブルナット
   要素によってねじ締め挟持される砥石工具を磨耗の進行
   に応じて交換する砥石交換装置において、 前記産業用ロボットの機体動作の動作領域内の所定の第
   １の位置に設けられ、前記アーム先端に把持された前記
   回転研削工具ホルダにおける上スペーサを掴持するスペ
   ーサ固定部と、 該スペーサ固定部の下方に設けられ、前記回転研削工具
   のホルダの下スペーサを前記上スペーサに対してねじ締
   めするダブルナット要素の二段側ナット要素を嵌合、受
   承する第１のソケットを有し、受承した該二段側ナット
   要素を回動、解締すると共に反対回動により該二段側ナ
   ット要素を緊締させ得る第１のナット回転部およびダブ
   ルナット要素における一段側ナット要素を受入して該一
   段側ナット要素を回動し、解締すると共に該回転された
   一段側ナット要素と共に前記回転研削工具のホルダから
   離脱、取外しされる砥石工具を受承する受け部を有し、
   かつ取り外された砥石工具と交換される新しい砥石工具
   と共に前記一段側ナット要素を前記回転研削工具のホル
   ダ軸に係合せしめる第２のソケットを有した第２のナッ
   ト回転部を具備したナットランナ部と、 前記ナットランナ部で取り外した砥石工具を該ナットラ
   ンナ部から排除して新しい砥石工具を該ナットランナ部
   の前記第２ソケットの受け部に供給するように所定の第
   ２の位置に設けられた砥石供給部と、 前記ナットランナ部の前記第１、第２ナット回転部の回
   動を所定シーケンスに従って作動、制御することにより
   前記一段、二段のダブルナット要素の解締、緊締作用を
   制御するナットランナ制御部と、を具備して構成され、
   前記ナットランナ制御部は、前記ナットランナ部の第２
   ナット回転部において前記回転研削工具のホルダ軸に供
   給された新しい砥石工具と前記一段側ナット要素とを共
   に装着して締付け、次いで第１ナット回転部において前
   記二段側ナット要素を装着して締付け、新旧砥石工具の
   自動交換を行わせることを特徴とする産業用ロボットに
   おける研削工具の砥石交換装置。
2. 【請求項２】 産業用ロボットのアーム先端に把持され
   た回転研削工具のホルダ軸に備えられた上下１対のスペ
   ーサ間に、該ホルダ軸のねじ部に螺合したダブルナット
   要素によってねじ締め挟持される砥石工具を磨耗の進行
   に応じて交換する砥石交換装置において、 前記産業用ロボットの機体動作の動作領域内の所定の第
   １の位置に設けられ、前記アーム先端に把持された前記
   回転研削工具ホルダにおける上スペーサを掴持するスペ
   ーサ固定部と、 該スペーサ固定部の下方に設けられ、前記回転研削工具
   のホルダの下スペーサを前記上スペーサに対してねじ締
   めするダブルナット要素の二段側ナット要素を嵌合、受
   承する第１のソケットを有し、受承した該二段側ナット
   要素を回動、解締すると共に反対回動により該二段側ナ
   ット要素を緊締させ得る第１のナット回転部およびダブ
   ルナット要素における一段側ナット要素を受入して該一
   段側ナット要素を回動し、解締すると共に該回転された
   一段側ナット要素と共に前記回転研削工具のホルダから
   離脱、取外しされる砥石工具を受承する受け部を有し、
   かつ取り外された砥石工具と交換される新しい砥石工具
   と共に前記一段側ナット要素を前記回転研削工具のホル
   ダ軸に係合せしめる第２のソケットを有した第２のナッ
   ト回転部を具備したナットランナ部と、 前記ナットランナ部で取り外した砥石工具を該ナットラ
   ンナ部から排除して新しい砥石工具を該ナットランナ部
   の前記第２ソケットの受け部に供給するように所定の第
   ２の位置に設けられた砥石供給部と、 前記ナットランナ部の前記第１、第２ナット回転部の回
   動を所定シーケンスに従って作動、制御することにより
   前記一段、二段のダブルナット要素の解締、緊締作用を
   制御するナットランナ制御部と、を具備して構成され、
   前記ナットランナ制御部は、ロボット制御装置の指令に
   応じて前記ナットランナ部の第２ナット回転部において
   前記回転研削工具のホルダ軸に供給された新しい砥石工
   具と前記一段側ナット要素とを共に装着後に前記回転研
   削工具の前記ホルダ軸を回転させて、該砥石工具、該一
   段側ナット要素を締付け、次いで第１ナット回転部にお
   いて前記二段側ナット要素を装着後に前記回転研削工具
   の前記ホルダ軸を回転させて、該二段側ナット要素を締
   付け、新旧砥石工具の自動交換を行うことを特徴とする
   研削工具の砥石交換装置。