JPH08294837A - 工具自動交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工具の固定、解離の判定ができる小型で安価
な装置の提供。 【構成】 筒体９２に対する連動軸９１の相対回動によ
って筒体９２内の挟持体が接近または離反して工具１０
２を固定または解離する工具交換機９０を、ストッパ１
０３で筒体９２の回動を阻止し、連動軸９１をサーボモ
ータ８０で回転駆動する。サーボモータ８０の回転軸の
位置を検出するモータエンコーダ８１の検出値と制御装
置１１０の制御指令値との偏差に基づいて、工具１０２
の固定、解離が成功したか否かを判定する。制御指令値
に対する回転位置によって、工具交換機９０に加わって
いるトルクが決まり、それによって、工具交換機９０の
状態が判定できる。不成功の場合には、再試行する。固
定、解離の判定のために他のセンサが不要であるため、
体格が増加せず、安価である。

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、工作
機械等において、ドリル、ドライバビット等の長手状の
工具（ツール）を、工具交換機（チャック）を使って、
取り付け及び取外しする工具交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業用ロボット、工作機械等において、
ドリル、ドライバビット等の工具を交換する工具交換装
置としては、テーパシャンクツールをドローバーで引っ
張るなどして工具を交換するものや、モータにより回転
するドリルチャックのうちの筒体部分の回転を外部の突
起等の部材で止めて、ドリルチャックの筒体内部の連動
軸側のみをモータで回転させることによって、連動軸を
筒体に対して相対的に回動させ、この相対回動によって
筒体内の工具の取り付けや取外しのための爪を移動させ
て、工具の取り付け及び取外しを行うキーレスドリルチ
ャックがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これまでは、
工具の交換作業において、工具が正確に交換できたか否
かの判定、及び工具の交換が不成功の場合に再試行を行
うことを自動的に行うものはなかったため、これらの作
業を自動化することが望まれている。ところが、前者の
ものでは、チャック機構部及びそのための駆動装置が大
型であるとともに、交換の成否を判定するためのセンサ
を備える必要がある。また、後者のものでも、交換の成
否を判定するためのセンサを備える必要がある。このた
め、センサ等の設置スペースの確保や、成否の判定のた
めの装置が必要となるとともに、センサ類のための費用
が嵩むという問題がある。

【０００４】本発明は、産業用ロボットや工作機械等に
おいて、工具の交換の際の成否の判定及び失敗時におけ
る再試行を、装置を大型化させることなく安価な装置に
よって自動的に行うことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１は、
回転軸の回転位置を検出する回転位置検出手段を備え、
工具の回転動力源であるサーボモータと、該サーボモー
タによって駆動される回動軸の端部に同軸的に支持され
た連動軸、該連動軸を一方の開口から露出して相対回動
可能に内包する筒体、該筒体の他方の開口内側に配され
前記連動軸の前記筒体との相対回動によって互いに半径
方向に接近または離反する複数の挟持体からなり前記工
具を固定または解離する工具交換機と、該工具交換機の
前記筒体の回動を阻止する回動阻止手段と、前記サーボ
モータを制御する制御手段と、該制御手段へ前記サーボ
モータの制御指令値を入力する入力手段と、前記サーボ
モータの前記回転軸の回転位置と前記サーボモータの制
御指令値との偏差を検出する偏差検出手段と、該偏差検
出手段に検出された前記偏差に基づいて前記工具交換機
における前記工具の固定または解離の各成否を判定する
判定手段とからなることを技術的手段とする。請求項２
は、請求項１において、前記制御手段は、前記判定手段
の判定結果に基づいて前記工具の固定または解離の再試
行を行うことを技術的手段とする。

【０００６】

【作用】本発明は、入力手段から制御手段へサーボモー
タの制御指令値を入力すると、サーボモータは、回転位
置検出手段による回転軸の回転位置に基づいて制御され
て、制御指令値に応じた回転をする。サーボモータの回
転によって回動軸が回動すると、工具交換機の連動軸が
回転するが、筒体は回動阻止手段によって回動が阻止さ
れるため、連動軸と筒体とが相対回動を行い、筒体内の
複数の挟持体は、相対回動に伴って互いに半径方向に接
近または離反する。このとき、サーボモータの回転軸の
回転位置とサーボモータの制御指令値との偏差が偏差検
出手段によって検出される。

【０００７】例えば、工具の解離を行う場合には、挟持
体が工具を解離した後に挟持体の離反状態が維持される
ように、筒体内の部材が内部で押しつけられるようにす
る方向への回転を行う。この動作の後、検出された偏差
が予め決められた偏差に対して小さい場合には、挟持体
が工具を解離してはいるが、挟持体が十分な離反維持状
態にないと判定し、所望の動作、例えば、動作停止、報
知、再試行を行う。請求項２では、この場合に、挟持体
がその状態よりさらに十分な離反維持状態になるように
するために、ある一定の回転量を与えるような再試行を
する。検出された偏差が予め決められた偏差に対して大
きい場合には、前回の工具の固定状態が継続していて、
挟持体が離反状態に到らなかったと判定し、所望の動
作、例えば、動作停止、報知、再試行を行う。請求項２
では、この場合には、挟持体同士を確実に離反させるた
めに、さらに大きな回転量を与えるような再試行を行
い、挟持体が工具の解離を行う。工具の固定を行う場合
には、上記と逆の回転により同様の動作を行って、動作
の判定及び、再試行を行う。

【０００８】

【発明の効果】本発明では、工具交換機の筒体の回動を
停止させた状態で、工具を回転駆動するためのサーボモ
ータが駆動することによって、入力手段によって入力さ
れた制御指令値と回転位置検出手段によって検出される
サーボモータの回転軸の回転位置とに偏差を生じさせ
て、その偏差に基づいて、工具交換機による工具の固定
または解離を判定する。工具を回転駆動するためのサー
ボモータには、工作時に、例えば、作業不良に伴ってド
リルとワークとの噛みつきが生じた場合などにドリルの
破断の防止などのために、モータエンコーダなどの回転
位置検出手段が備えられている。従って、本発明のよう
に、回転位置検出手段によって検出されるサーボモータ
の回転軸の回転位置と入力手段によって入力された制御
指令値との偏差に基づいて工具交換機における工具の固
定または解離の各成否を判定するためには、制御手段に
おけるプログラムの一部を変更する程度の改良によって
自動化が実現できる。また、他に、工具交換機の近傍に
センサやその他の部材を設ける必要がない。従って、本
発明では、安価な装置によって、工具の固定または解離
の判定ができ自動化が可能となるとともに、工具交換機
の体格の増大を防止できる。

【０００９】

【実施例】次に本発明を図に示す実施例に基づいて説明
する。図１は、ロボットとして機能するボール盤に本発
明が適用された例を示す。図１において、ボール盤は、
設置面上に立設した支柱１０の上端部１１に、アーム２
０が基端部２１にて水平方向に回動可能に軸支されてお
り、基端部２１の上方には、出力軸の回転によってアー
ム２０を基端部２１を中心に回動させるギャドモータ３
０が支柱１０の上端部１１に同軸的に組み付けられてい
る。アーム２０の回動端部２２の下面には、アーム４０
が基端部４１にて回動可能に軸支されており、回動端部
２２の上面には、出力軸の回転によってアーム４０を水
平方向に回動させるギャドモータ５０が組み付けられて
いる。

【００１０】アーム４０の回動端部４２は、上下方向に
二股に分かれており、各先端部分は互いに対向した上側
端部４２ａと下側端部４２ｂとなっている。上側端部４
２ａと下側端部４２ｂとの間には、おねじ軸４３が各端
部４３ａ、４３ｂにて回動可能に軸支されており、上側
端部４２の上方には、おねじ軸４３を回動させるための
ギャドモータ６０が、その出力軸をおねじ軸４３の上端
部４３ａと同軸的に連結して組み付けられている。

【００１１】支持体７０は、おねじ軸４３に組み付けら
れているもので、支持体７０の基部７１は、内部に形成
しためねじ穴部にて、おねじ軸４３に上下動可能に同軸
的に螺合されている。また、支持体７０の受承部７２内
には、回転軸７３が回転自在に、且つおねじ軸４３に平
行に受承されており、受承部７２の上面には、サーボモ
ータ８０が、回動軸７３を回動させるべく、回動軸７３
の上端部に同軸的に連結されて組み付けされている。サ
ーボモータ８０には、回転軸の回動位置を検出するため
に、モータエンコーダ８１が備えられている。

【００１２】工具交換機９０は、支持体７０の受承部７
２の下面から下方へ延出する回転軸７３の下端部に同軸
的に支持されている。工具交換機９０は、図２に示すよ
うに、連動軸９１を有しており、連動軸９１は、上側中
空軸部９１ａにて、回転軸７３の下端部に下方から同軸
的かつ着脱可能にして相対回転不能に嵌装されている。
筒体９２は、上筒体部９２Ａ、下筒体部９２Ｂからな
り、上筒体部９２Ａは、小径部９２ａを連動軸９１の中
間部位に相対回転可能にかつ同軸的に嵌装するととも
に、小径部９２ａの下端段部を複数の鋼球９３を介して
連動軸９１の環状フランジ部９１ｂ上に相対回転可能に
受承させるようにして、連動軸９１に組み付けられてい
る。なお、上筒体部９２Ａの大径部９２ｂは、連動軸９
１のフランジ部９１ｂに同軸的に相対回転可能に嵌装さ
れている。

【００１３】下筒体部９２Ｂは、上端のめねじ部を上筒
体部９２Ａの下端のおねじ部に螺着するようにして上筒
体部９２Ａに同軸的に組み付けられており、下筒体部９
２Ｂの外壁中間部位には、一対のピン９４ａ、９４ｂが
下筒体部９２Ｂの軸に対し直角にかつ軸に対称的に延出
して嵌着されている。

【００１４】筒体９２内において、連動軸９１の下側中
空軸部９１ｃの内周面に形成しためねじ部９１ｄ内に
は、おねじ軸９５が、おねじ部９５ａにて、相対的に上
下動可能に螺合して嵌装されており、おねじ軸９５のお
ねじ部９５ａの上端面には、鋼材からなる半球状頭部９
５ｂがその頂部にて、下側中空軸部９１ｃの内上壁９１
ｅに当接するように同軸的に突設されている。なお、め
ねじ部９１ｄ及びおねじ部９５ａは共に左ねじとなるよ
うに形成されている。

【００１５】おねじ軸９５は、おねじ部９５ａの頸部９
５ｃ（おねじ部９５ａの外径よりも小さな外径を有す
る）の下端に、直方体形状の案内部９５ｄを一体的に形
成してなり、案内部９５ｄの下端に図２にて図示左右方
向に穿設した断面Ｌ字状（図３参照）の案内溝部９５ｅ
には、左右一対の略三角板状の挟持体９６、９７が、そ
の各断面逆Ｌ字状頭部９６ａ、９７ａにて、筒体９２の
半径方向に移動可能に嵌装されている。また、両挟持体
９６、９７は、その各脚部９６ｂ、９７ｂにて、下筒体
部９２Ｂの末すぼまり部９２ｂ内に形成した末すぼまり
状の案内穴部９２ｃ（図４にて図示断面状を有する）内
に上下方向に移動可能に嵌装されている。

【００１６】但し、挟持体９６の上下方向及び左右方向
への各移動を同時に確保すべく、挟持体９６のフランジ
部９６ｃが案内穴部９２ｃの左端部９２ｄ内に上下方向
へのみ移動可能に嵌装されている。同様に、挟持体９７
の上下方向及び左右方向への各移動を確保すべく、挟持
体９７のフランジ部９７ｃが案内穴部９２ｃの右端部９
２ｅ（左端部９２ｄと同様の断面形状を有する）内に上
下方向へのみ移動可能に嵌装されている。

【００１７】工具収納装置１００は、図５に示すごと
く、工具ホルダ１０１の複数の収納穴部１０１ａ（図５
にては、一収納穴部のみを示す）内に長手状の複数の工
具１０２（図５にては、一工具のみを示す）を収納して
なるもので、工具ホルダ１０１上には、各収納穴１０１
ａにそれぞれ隣接した複数のストッパ１０３（図５にて
は、一ストッパのみを示す）が立設されている。但し、
各収納穴部１０１ａは、アーム４０の基端部４１を基準
とする工具交換機９０の連動軸９１の回動円周の直下に
位置するように工具ホルダ１０１に形成されている。ま
た、各ストッパ１０３は、工具交換機９０の筒体９２が
各工具１０２のいずれかの直上に位置したときこれに隣
接するストッパ１０３に各ピン９４ａ、９４ｂのいずれ
かを横方向に当接させるような位置に設けられている。

【００１８】以上の構成を有するボール盤には、各ギャ
ドモータ３０、５０、６０及びサーボモータ８０を制御
する制御装置１１０と、制御装置１１０に対して、オペ
レータが所望の指示を与えるための入力装置１２０とが
備えられている。制御装置１１０は、入力装置１２０か
らの制御指令に応じて工具１０２を工具交換機９０に固
定（チャック）または工具交換機９０から解離（アンチ
ャック）させるとともに、工具１０２による所定の工作
作業を行う。

【００１９】次に、図６を参考にして、以上のように構
成した本実施例における動作について説明する。始めに
工具１０２を工具交換機９０に固定する動作について説
明する。アーム２０がギャドモータ３０の作動に応じて
回動し、アーム４０がギャドモータ５０の作動に応じて
回動し工具交換機９０を工具収納装置１００の一工具１
０２の上方に位置させ、かつ支持体７０がギャドモータ
６０の作動に伴うおねじ軸４３が回動に応じ下降して工
具交換機９０を一工具１０２の直下に位置させる。この
とき、工具交換機９０の各ピン９４Ａ、９４ｂは、筒体
９２が回転したときストッパ１０３に横方向から当接す
る位置にある。また、工具交換機９０のおねじ軸９５の
頭部９５ｂが連動軸９１の下側中空軸部９１ｃの内上壁
９１ｅに当接しておれば、案内部９５ｄの上壁が下側中
空軸部９１ｃの下端よりも所定間隔だけが下方に位置し
ている（図２参照）。

【００２０】このような状態において、支持体７０の回
転軸７３がサーボモータ８０の作動に応じて回転し工具
交換機９０の連動軸９１を図２にて図示矢印方向に回転
させれば、筒体９２が同一方向に回動してピン９４ａま
たはピン９４ｂをストッパ１０３に横方向から当接させ
て停止し、おねじ軸９５が筒体９２の停止下にて、連動
軸９１の回転に伴うめねじ穴部９１ｄの回転に応じ、両
挟持体９６、９７を相互に接近させながら下動させつ
つ、下方へ移動する。かかる場合、両挟持体９６、９７
の各頭部９６ａ、９７ａが案内部９５ｄの案内溝部９５
ｅに沿い互いに接近するように移動するとともに、両挟
持体９６、９７の各脚部９６ｂ、９７ｂが下筒体部９２
Ｂの案内穴部９２ｃに沿い、末すぼまり状に互いに接近
してゆく。

【００２１】然る後、両挟持体９６、９７が工具１０２
の頭部を挟持すると、サーボモータ８０が停止し、支持
体７０が、両挟持体９６、９７による工具１０２の挟持
下にて、ギャドモータ６０の逆転作動に伴うおねじ軸４
３の同一方向への回転に応じ上動する。これにより、工
具交換機９０による工具１０２の固定が終了する。

【００２２】次に、工作作業について説明する。上記の
ように、工具１０２が工具交換機９０に固定された状態
において、例えば、両アーム２０、４０を両ギャドモー
タ３０、５０の作動に応じ回動させて工具交換機９０を
被加工部材の直上に位置させた上、ギャドモータ６０及
びサーボモータ８０を作動させれば、支持体７０がおね
じ軸４３の回転に応じ下動するとともに、工具交換機９
０が回転してその挟持に係る工具１０２を回転させて被
加工部材に対する所要も加工を行う。

【００２３】次に、上述のような工作作業終了後、工具
１０２を他の工具１０２に交換する場合について説明す
る。上述と同様にして支持体７０をおねじ軸４３の回転
に応じ下動させて工具ホルダ１０１の収納穴部１０１ａ
（工具１０２が収納されている）の直上に工具交換機９
０を位置させる。その後、工具交換機９０の連動軸９１
を、サーボモータ８０の作動に応じ支持体７０を介し図
２の矢印方向とは逆方向に回転させれば、筒体９２が、
同一方向に回動してピン９４ａ又はピン９４ｂをストッ
パ１０３に横方向から当接させて停止し、おねじ軸９５
が筒体９２の停止下にて、連動軸９１の前記逆方向への
回転に応じ、上方へ移動し、両挟持体９６、９７がその
遠心力に応じ筒体９２の末すぼまり部９２ｂの内周面に
沿い、互いに離反しつつ上動する。

【００２４】その後、両挟持体９６、９７が工具１０２
の頭部に対する挟持を解除すると、工具１０２がその収
納穴部１０１ａ内に収納される。ついで、おねじ軸９５
の頭部９５ｂが連動軸９１の下側中空軸部９１ｃの内上
壁９１ｅに当接し、両挟持体９６、９７間の間隔が最大
になると、サーボモータ８０が停止して連動軸９１を停
止させる。このとき、おねじ軸９５の頸部９５ｃの外周
面及び案内部９５ｄの上壁は、図２に示すように、連動
軸９１の下側中空軸部９１ｃの下面及びめねじ穴部９１
ｄの内周面下部に対し、非接触の状態に維持される。

【００２５】このような状態において、アーム４０がギ
ャドモータ５０の作動に応じ工具ホルダ１０１の他の収
納穴部１０１ａ直上に移動すると、支持体７０の回転軸
７３がサーボモータ８０の作動に応じ回転して工具交換
機９０の連動軸９１を上述と同様に図２にて図示矢印方
向に回転させる。ついで、おねじ軸９５が、上述と同様
に、筒体９２の停止下にて、連動軸９１の回転に伴うめ
ねじ穴部９１ｄの回転に応じ、両挟持体９６、９７を相
互に接近させながら下動させつつ、下方へ移送し、上述
の他の収納穴部１０１ａ内の他の工具の頭部を両挟持体
９６、９７により挟持する。これにより、工具交換機９
０の両挟持体９６、９７により挟持すべき工具１０２の
交換が終了する。

【００２６】また、上述のように、おねじ軸９５の頭部
９５ｂが連動軸９１の下側中空軸部９１ｃの内上壁９１
ｅに当接するとともに、両挟持体９６、９７がその間隔
を最大にした状態においておねじ軸９５を下動させる初
期にあっては、おねじ軸９５の頭部９５ｃ及び案内部９
５ｄが、すでに述べたごとく、連動軸９１の下側中空穴
軸部９１ｃ及びめねじ穴部９１ｄに対し、頭部９５ｂの
下側中空軸部９１ｃの内上壁９１ｅとの当接により、非
接触状態に維持されているので、サーボモータ８０に必
要な負荷がかかることはなく、その結果、同サーボモー
タ８０の形状寸法及び出力を小さくしても、おねじ軸９
５をその下動初期から容易にしかも円滑に下動させ得
る。

【００２７】次に、上記の工具１０２の固定または解離
の各動作における成功の判定及び不成功の場合の再試行
に関する制御装置１１０の制御について説明する。な
お、設明の都合上、工具交換機９０の挟持体９６、９７
が接近して工具１０２を固定する場合の回転を正回転、
工具交換機９０の挟持体９６、９７が離反して工具１０
２を解離する場合の回転を逆回転という。

【００２８】始めに、工具１０２の固定動作について、
図７に基づいて説明する。工具１０２の固定を行う場合
には、始めに、入力装置１２０によって与えられる制御
指令値とモータエンコーダ８１によって検出される回転
軸位置との偏差の許容値を、通常の工作作業時の許容値
より大きい値に拡大する（ステップ１０）。これは、通
常の工作作業時では、例えば、ドリルとワークとの噛み
合いが生じた場合に、サーボモータ８０を停止させて、
ドリル刃の破損を防止するなどのために設定されている
許容値のままでは、挟持体９６、９７が工具１０２に当
接した時点で、サーボモータ８０の回転力が停止してし
まって、工具１０２を固定するために十分な大きさの力
が与えられないためである。

【００２９】次に、サーボモータ８０を逆回転させて、
ピン９４ａ、９４ｂがストッパ１０３に対して固定時と
は逆の側で当接するようにしておく（ステップ１１）。
これは、次のステップ１２において、正回転時にピン９
４ａ、９４ｂがストッパ１０３に当接したときに、工具
１０２の固定のために十分なトルクを発生させるためで
ある。次に、工具１０２の固定を行うための主動作とし
て、サーボモータ８０を正回転させて（ステップ１
２）、その後、モータエンコーダ８１に検出される回転
軸の回転位置に基づいて、固定のために十分なトルクが
得られるように設定された制御指令値との偏差を検出す
る（ステップ１３）。

【００３０】次に、検出された偏差に基づいて、解離状
態が解除できたか否かを判定する。検出された偏差が許
容値の上限に対して大きい場合には（ステップ１４にお
いてＮＯ）、工具交換機９０において、おねじ軸９５の
頭部９５ｂが連動軸９１の下側中空軸部９１ｃの内上壁
９１ｅに当接した状態にあり、その状態から解除できな
いため、挟持状態に到らなかった場合が考えられ、この
場合には、ステップ１１へ移行して再度、挟持のための
固定動作を行う。

【００３１】検出された偏差が許容値の下限値から上限
値の範囲になる場合には、（ステップ１４においてＹＥ
Ｓ）、偏差に基づいて固定動作が完了したか否かを判定
する。偏差が予め決められた下限値以下であれば（ステ
ップ１５においてＮＯ）、挟持力が不足しているため、
固定動作の再試行を行う（ステップ１６）。この場合の
回転量は、工具１０２はすでに挟持されているので、そ
の状態から適正な挟持力を発生するような回転量を与え
ることになる。従って、挟持体９６、９７が工具１０２
まで到達するのに必要な回転量が要らないため、制御司
令値は、前回の挟持動作における回転量の場合より少な
くなる。その後、再び偏差を検出し（ステップ１７）、
ステップ１４へ移行する。

【００３２】ステップ１５において偏差が予め決められ
た下限値から上限値の範囲内であれば（ＹＥＳ）、回転
軸偏差の許容値を元の値に戻し（ステップ１８）、固定
動作を終了する。なお、この工具１０２の固定を行う場
合には、前もって、後述する解離の動作を完了してお
く。

【００３３】次に、工具１０２の解離について、図８に
基づいて説明する。工具１０２の解離を行う場合にも、
入力装置１２０によって与えられる制御指令値とモータ
エンコーダ８１によって検出される回転軸の検出位置と
の偏差の許容値を、通常の工作作業時の許容値より大き
い値に拡大する（ステップ２０）。

【００３４】次に、サーボモータ８０を正回転させて、
ピン９４ａ、９４ｂがストッパ１０３に対して解離時と
は逆の側で当接するようにしておく。（ステップ２
１）。これは、次にステップ２２における逆回転時に工
具１０２の固定のために十分なトルクを発生させるため
である。次に、工具１０２の解離のための主動作とし
て、サーボモータ８０を逆回転させて（ステップ２
２）、その後、モータエンコーダ８１に検出される回転
位置に基づいて、解離のために十分なトルクが得られる
ように設定された制御指令値との偏差を検出する（ステ
ップ２３）。

【００３５】次に、検出された偏差に基づいて、固定状
態が解除できたか否かを判定する。検出された偏差が許
容値の上限値に対して大きい場合には（ステップ２４に
おいてＮＯ）、工具交換機９０において、工具１０２を
挟持体９６、９７が挟持した状態が解除できなかった状
態にあり、その状態から解除できないため、解離状態に
到らなかった場合が考えられ、この場合には、ステップ
２１へ移行して再度、解離動作を行う。

【００３６】検出された偏差が許容値の下限値から上限
値の範囲になる場合には、（ステップ２４においてＹＥ
Ｓ）、偏差に基づいて解離動作が完了したか否かを判定
する。偏差が予め決められた下限値以下であれば（ステ
ップ２５においてＮＯ）、工具交換機９０において、お
ねじ軸９５の頭部９５ｂが連動軸９１の下側中空軸部９
１ｃの内上壁９１ｅに当接する力が弱いため、解離動作
の再試行を行う（ステップ２６）。この場合の回転量
は、おねじ軸９５の頭部９５ｂがすでに連動軸９１の下
側中空軸部９１ｃの内上壁９１ｅに当接し押し付けられ
ているので、その状態から適正な押し付け力を発生する
ような回転量を与えることになる、従って、おねじ軸９
５の頭部９５ｂが連動軸９１の下側中空部９１ｃの内上
壁に到達するまでに必要な回転量が要らないので、制御
指令値は、前回の解離動作時の回転量の場合より少なく
なる。その後、再び偏差を検出し（ステップ２７）、ス
テップ２４へ移行する。

【００３７】ステップ２５において偏差が予め決められ
た下限値から上限値の範囲内であれば（ＹＥＳ）、回転
軸偏差の許容値を元の値に戻し（ステップ２８）、固定
動作を終了する。

【００３８】以上説明したように、ボール盤を上述のよ
うな構成とすることによって、工具交換機９０による工
具１０２の挟持作動及び工具交換機９０の挟持に係る工
具１０２の駆動の双方を単一の駆動源たるサーボモータ
８０でもって兼用させるようにしたので、サーボモータ
８０、支持体７０及び工具交換機９０の全体重量が減少
し、工具交換機９０による工具の挟持及び工具による被
加工部材の加工が高速にて効率よく行える。また、上述
のように、サーボモータ８０を兼用駆動源としたため、
余剰の配線系統が不要となり、当該ボール盤のロボット
としての信頼性及び保守性が大幅に改善される。また、
工具１０２の固定、解離の動作における成功、不成功の
判定を、サーボモータ８０に備えられているモータエン
コーダ８１を利用して行うため、固定、解離の完了を検
出するための他のセンサが不要であり、制御装置のプロ
グラムに変更等のみによって実現できる。従って、工具
交換機９０近傍の構造が複雑にならず、小型で安価な装
置とすることができる。なお、本発明の実施にあたって
は、ボール盤に限ることはなく、例えば、ドライバビッ
トのようにビス組み付け等するロボットに本発明を適用
して実施してもよい。また本発明の実施にあたっては、
おねじ軸９５に半球状頭部９５ｂを設けるようにした
が、この頭部９５ｂの形状は、半球に限ることはなく、
適宜変更して実施してもよく、また、おねじ軸９５に代
えて、連動軸９１の下側中空軸部９１ｃの内上壁９１ｅ
に、頭部９５ｂに相当する突出部を設けるようにしても
よい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すボール盤の立面図であ
る。

【図２】図１のボール盤における工具交換機の半断面図
である。

【図３】図２にて３−３線に沿う部分断面図である。

【図４】図２にて４−４線に沿う部分断面図である。

【図５】本発明の実施例における工具収納装置の部分断
面図である。

【図６】本発明の実施例における工具交換機と工具収納
装置との関係を示す立面図である。

【図７】本発明の実施例における制御装置の工具の固定
動作を説明する流れ図である。

【図８】本発明の実施例における制御装置の工具の解離
動作を説明する流れ図である。

【符号の説明】

８０ サーボモータ ８１ モータエンコーダ（回転位置検出手段） ９０ 工具交換機 ９１ 連動軸 ９２ 筒体 ９６、９７ 挟持体 １０３ ストッパ（回動阻止手段） １１０ 制御装置（制御手段、偏差検出手段、判定手
段） １２０ 入力装置（入力手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸の回転位置を検出する回転位置検
   出手段を備え、工具の回転動力源であるサーボモータ
   と、 該サーボモータによって駆動される回動軸の端部に同軸
   的に支持された連動軸、該連動軸を一方の開口から露出
   して相対回動可能に内包する筒体、該筒体の他方の開口
   内側に配され前記連動軸の前記筒体との相対回動によっ
   て互いに半径方向に接近または離反する複数の挟持体か
   らなり前記工具を固定または解離する工具交換機と、 該工具交換機の前記筒体の回動を阻止する回動阻止手段
   と、 前記サーボモータを制御する制御手段と、 該制御手段へ前記サーボモータの制御指令値を入力する
   入力手段と、 前記サーボモータの前記回転軸の回転位置と前記サーボ
   モータの制御指令値との偏差を検出する偏差検出手段
   と、 該偏差検出手段に検出された前記偏差に基づいて前記工
   具交換機における前記工具の固定または解離の各成否を
   判定する判定手段とからなる工具自動交換装置。
2. 【請求項２】前記制御手段は、前記判定手段の判定結果
   に基づいて前記工具の固定または解離の再試行を行うこ
   とを特徴とする請求項１記載の工具自動交換装置。