JPS60155387A - ロボツト若しくは操作装置のグリツパを自動的に交換及び連結するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ｏｓｊノド若しくは操作装置のグリノ・ｑ全
自動的に交換及び連結するための装置であって、受容部
材及びこの受容部材に連結可能な交換プレート全備えて
おり、交換プレートにグリッツξが配置されている形式
のものに関する。

従来の技術 完全自動の加ニジーケンス若しくは組立ては従来は大量
生産においてのみ可能であった。工作物の大きさの変化
若しくは幾何学的形状の変化によってグリッツξ若しく
はグリッツξジョーの交換が必要である。

完全自動のプログラム化可能な工具交換若しく　ｋｌ、
工具・？レット交換は今日の工作機械若しくは加工集中
制御において公知である。

工業ロボット若しくは操作装置においては自動的なかつ
プログラム化可能なグリノ・々交換は不可能であるか若
しくは極めて困難な条件下でしか自丁能ではない。

中量及び小量生産における自動的な製作は、加Ｉ−機械
及び操作装置若しくはロアＩ２ソトが新たな工作片に適
合させられ得る場合にのみ行われる。

受容さ１１６月内の電磁石を介して交換プレートの受答
力を生ぜしめるグリノ・ξ・交換機構は公知である。こ
のようなそれ自体簡単な原理は重大な欠点を有している
。このような原理は鉄を含む構成ｇ１（分を加工する場
合若しくは鉄−を含む切粉の生じる場合には使用され得
ない。このような理由からよごれるおそれも著しく高い
。エネルギの欠落の際には交換プレートが急激に落下す
る。機構の全重量は保持力に比べて大き過ぎる。

別の公知の構成の装置は圧縮空気で働くようになってい
て、側方に大きく突出した圧縮空気シリンダを有してお
り、圧縮空気シリンダは係止機能を生ぜしめる。両方の
シリンダ間には複雑な受容プレート若しくは交換プレー
トを受容するための重く複雑でかさばる手段が配置され
ている。このような装置の大きな重量は受容しようとす
る工作片の重量を著しく制限する。工作片が重い場合に
は次の大型の口ｆノドが使用されねばならない。このよ
うな装置の寸法はしばしば制限された空間状態に基づき
使用を著しく制限する。特殊な伝動装置によってしか駆
動されない口＆ツトは制作費用を高くすることになる。

付加的に各グリノ・ξは費用の著しく高い交換プレー１
−全必要とする。

別の公知の装置においては短円錐体若しくは急傾斜円錐
体が抗張ビンを用いて円錐受容部内に引込丑れる。この
ような装置は工作機械、特にフライス盤によって公知で
ある。係止及び位置確保に１エネルギ欠落の場合も保証
されている。フライス盤においてはスペースが構成長さ
方向で十分にあり、この場合には引込モータの重量は全
く妨げにならない。このような装置を工業ｏ　、１ｉソ
ト若しくは操作装置において自在に使用するために、前
述の構成は制限された空間に基づき不１」］−能である
。重量は可能な工作片重量を下げ、構成長さが特イ１の
ロボットヘッドを心安とする。このような口目？ットヘ
ッドはヘツＩＳ運動を幾つかの自由度に制限している。

′屯気モータ若しくは圧縮空気モータを備えたロボット
ヘッドが存在していなければならないので、自在な使用
Ｉ：ｉ」能性は得られない。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、冒頭に述べた形式の装置を改善して、
装置が軽く、小さくかつ簡単になり、自在に使用口可能
であって、これにより実質的にすべてのロボット及び操
作装置に用いられ、エネルギの欠落に際してグリノ・ξ
並びに交換プレートが受容部材からはずれないようにす
ることである。

問題点を解決するための手段 前記課題を解決するために本発明の構成では、受容部材
内に軸線方向運動可能なピストンが配置されてお９、ピ
ストンに操作円錐が配置されており、この操作円錐が調
節可能な係止部材を介して保合及び（又は）摩擦力で交
換プレートにセンタリングした状態で係止できるように
なっている。

発明の利点 本発明による自動的なグリノ４・交換装置は、自在に使
用可能であって、これによって実質的にすべての工業ロ
ゼツト及び操作装置に用いられる。本発明によるグリノ
・ξ・交換装置はわスカな重量、コン・ξクトな構造及
び安価な製作によって優れている。さらに、例えばグリ
ッパへのエネルギ供給機構が組込まれ、℃ネルギの供給
が自動的に遮断可能である。本発明によるグリッパ・交
換装置には、例えばプラグ・榮片を介して近接スイッチ
若しくは類似のものによって種々の監視機能が組適寸れ
る。エネルギの欠落の場合、グリシ・８を備える交換プ
レートは落下することはなく、係止部材によって保合及
び（又は）ＩＹ擦力で組込位置に維持される。この場合
、本発明によるグリシ・ξ・交換装置は構成Ｈ５１Ｈ分
を互いに正確に整合する確実な自動的な交換をＥＪ能に
する。

実施態様 特許請求のｉ（＋１）間第２項に記載の構成に基づき、
操作内金１（ヲ介して連結ビン若しくは球体として構成
さ、ｌ’した係止部利が受容部材と交換プレートとの軸
線方向のｆＩＩ″ｊ単な差はめによりスナップ式（（交
換プレートの対応する切欠き内に係合さぜら八、このこ
とは構成ｇ分の自動的な交換にとって小波である。

特許請求の範囲第３項には頻オｌＬ力実施態様が記載し
である。

特許請求の範囲第４項記載の実施態様においては、ばね
が構成部分の係止を助成し、その結果エネルギの欠落に
際して構成部分が係止部材を介して保合若しくは摩擦力
に基づく結合によってだけではなく、付加的にばね力に
よって係止位置に保持される。

特許請求の範囲第５項には有利な実施態様が記載しであ
る。

特許請求の範囲第６項記載の実施態様は旋盤で安価に行
われる。

特許請求の範囲第７項記載の実施態様により、構成部分
が特に所要スに一スを節減するように配置され、中空の
ピストン及び中空の操作円錐に基づき重量も減少される
。同時に、受容部側と交換プレートとの連結を助成する
ばねを配置するための空間も形成される。

特許請求の範囲第８項記載の実施態様においては、セン
タリング円錐によって受容部側と交換プレートとの半径
方向の整合も正確に規定される。

特許請求の範囲第９項及び第１０項には有利な実施態様
が記載しである。

特許請求の範囲第１１項記載の実施態４子においては、
例えばδつの近接スイッチによって交換プレートを受容
呂じ拐に対して自］功的に自装置する位置を規定するだ
めの６つの組み合ｉ）せ力１’４’Ｊられる。

特Ｘ′「８ｉ１１求の範囲第１２項記載の実施態様によ
り、プラグ及び（又は）連結ｇＢ材を介してｆｏえ―］
−Ｌ作片かつか１れたかどうか若しくはグ１ノツ・ξの
フィンガが接触して（・るかどう力・などの監視機能が
伝達される。

！Ｉ石ｔ′Ｆ　ｉｊ：’ｊ氷の範囲第１３項から第１８
項にはイイ利な実施態様が記載しである。

／ ／′ 実施例 図面に示すように、グリシ・８１は複数のフィンが２を
有し、周囲に分配された複数のねしく第１図には１本だ
け示しだ）３を介して交換プレート手に取外し可能に結
合されている。交換プレート牛は受容都拐５に取外しＢ
Ｊ能かつ自動的に連結可能である。グリシ・ξ１への圧
力媒体供給、例えば圧縮空気供給は接続部６に接続され
る導管（図示せず）を介して行われるようになっており
、接続部は通路７，８．９に接続されている。各構成部
分、すなわちグリシ・ξ、交換プレート及び受容部材が
シール部材１０，１１．１２によって互いに液密にシー
ルされている。例えばエラストマ性のプラスチックから
成っていてよいブツシュ１３が受容部材５０通路７と同
軸的な孔内に差はめられ、孔底部の７一ル部拐１４に後
方の端面を伸性的に支持されており、プノ７ユ１３の前
方の端面は交換プレートの通路８を取囲む面平行な壁に
密接に接している。

受容部材５内にねじはめ可能なカバー１５は中央に圧縮
ばね１７の灯芯支承部としての凹所１６を有しており、
圧縮ばねは他端部で操作円錐１８の閉じられた端部に支
えられており、操作円錐は軸線方向運動Ｉ４能な円筒形
のピストン２０のピストンロッド１９と材料的に一体に
結合されており、ピストンはソール部４’Ｊ２１を介し
てカバー１５の円筒形の部分２３の内壁２２にｔｉｉ１
１１勝方向移動白方向移動０に案内されている。

ピストンロッド ノリ／ダ部２５内に同じ＜１１１１ｊ線方向移動可能に
密接に案内されている。

さらに第１図から明らかなように、受容部月５にはセン
タリング円錐２Ｇ（第２図）が４Ａ４斗的に一体に結合
されている。センタリング円錐２６は周囲に分配された
複数の１゛１通孔２７を有しており、貫通孔には係止部
拐が係合している。第１図には保止部材の異なる２つの
実施例か示７してあり、１つの実施例の係止部祠は球体
２８としてかつ別の実施例の係止部月はくさび状にとが
った部材若しくはピン２９として構成されている。もち
ろん係止部材として別の構成も考えられる。

球体２８及びピノ２９は操作円錐１８の円錐形の套壁面
に接触しでいてかつ貫通孔２７を辿って交換ゾレート牛
の対応する係止切欠き３０若しくは３１に押し込まれて
受容部材５を保合及び摩拵力で交換プレート牛に固定す
る。

第１図の実施例では受答部イＡ’　５は、圧力媒体供給
、例えば圧縮空気専管（図示せず）を接続するだめの接
続孔３２を有しているっ接続孔３２はノＪｉ回路３３を
介して／す／ダ室３４に接続されてゴｄす、その結果圧
力媒体負荷によってヒ０ストノ２０がＹ方向に押され、
これによって係止部４Ｊ、すなわち球体２８若しくはピ
／２９が係止位置へ押され、この場合圧イ伯ばねは支持
作用を生せしめる。エイ・ルギ供給がｒ４月所されても
、グリノ・？■を保持する交換プレート牛は落下しない
。それというのは球体２８若しくはピン２９は圧縮ばね
１７によって支持され、確実な連結を行うからである。

通路３６を介して／リンダ室３４と向き合う／す／ダ室
３５を負荷することによって、ビス１゛ン２０はＸ方向
に移動させられ、これによって交換プレート４及びグリ
ノ・？ｌが受容部相５から連結解除される。

整合円錐３７（第２図）は受容部月５内のばね３８の戻
し力に抗して＋Ｉｆｌ＋　ｋ、方向に移動可能である。

ばね３８はねし栓３９に支えられている。センタリング
円卸２６を介して受容部月５に対する交換プレート４の
同１１１＋的なセンタリングが行われるのに対して、整
合円錐３７は゛１′仕方面方向ンタリングをも可能にす
る。

符号４０で電子プラグ４１のだめの結合ＲＢ　４０が示
しである。これによって、例えばフィンガ２が閉じられ
ているか若しくは工作物かつか１れたどうかの’Ｍ祝機
能が理解されよう。

近接スイッチ４２が受容部月５の切欠き４３内、に配置
されている。切欠き４４は、受容部イ２をロ、＋ζノド
アーム若しくは操作装置に結合するだめのねしく図示せ
ず）を受容するだめのものである。

第４図の実施例において第３図までの実施例の構成部分
と同じ構成部利には同じ符号が付けである。ここでも受
答部月５がそのセンタリング円錐２６でり、つて交換プ
レート生の対応する切欠き内に係合して、交換プレート
を同軸的にセンタリングする。交換プレー１・４はリノ
グ溝４５を有しており、す／グ韓内には伸性的なり／グ
４Ｇが配置１６１されており、このリングは別の９１１
性的なリング４７若しくはコ゛ム状のプラスチックまた
は金属性のイＡＨから成る単個セグノ／１一部４Ｊに支
えられているっ　リング部４１’　４７はくさび形の傾
斜部４８を有していて、この１頃斜部で以ってり／グビ
スト１５０の同様の傾斜部４９に係合接触している。リ
ノグビ゛スト１５０の両仙ｊにばそれぞれ／−ル都拐５
１．５２が配置はれている。符号５３でンリ／ダ室５４
への圧力媒体供給のだめの通路を示しかつ符号５４でン
リ／ダ室５６への圧力媒体供給のための通路を示してい
る。／リンダ室５４．５６は交互に圧力媒体、例えば圧
縮空気によって負荷され、す７グピストン５０をＸ若し
くはＹ方向に移動させ、その結果リング４７が半径方向
に相応に移動し、これによってリング４６がり７グ而４
５内に押し適寸れ、若しくはリング溝から取出される。

従って同様に交換プレート４が受容部材５に対して連結
若しくは連結Ｗｆ除される。

第５図の実施例においてはこれまでの実施１グ］と同じ
構成部旧には同じ符号かイー１けである３゜符号５７．
５８で近接スイッチか示しである。周囲にわたって複数
、１１／１１えは３つの近接スイッチが設けられている
。３つの近接スイッチによって例えば６つのコーＩ゛が
得られ、コー　１゛には特定の機能が配属されている。

符号５９でリノ欠きか示しである。この置所には、向き
合って位１４する近接スイッチ５７は接触していない。

これによって、列えば正しい交換プレートかとら、えら
れているか及び（又は）交換プレートが正確な位置を占
めているかどうかが値、認される。

これに対して近接スイッチ５８は接触している。

第６図、第７図及び第８図の実施例においては、交換プ
レート４は＋７Ｍ６１．６２を介してマガジンプレー１
・６０に装着されている。マカノ／プレー１・６０から
は交換プレート４はグリノ・？１と一緒に自動的に取外
される。近接スイッチ６３を介して、マノｆツノプレー
ト６０が交＝ノ°ンーｉ・４を装着しているかどうか確
認される。

【図面の簡単な説明】

第１１Ａは本発明の実施例の縦断面図、第２図は第１１
／］の実施ツリの７１１成部分の側面１図、第３図は本
発明の別の実施例の部分１所面図、第４図は本発明のさ
らに別の実ｈｌ！１１りＩＪ（１）部分断面図、第５１
Δは本発明のさらに別の実施例の部分断ＵＩＩ図、第６
図はさらに別の実施り１」の十血図、第７図は第６１ス
の実施例の１ｌｌｌ１面図、第８図は第６図及び第７Ｉ
７１Ｉの実施例の構成部分の側面図である。 ■　グリッパ、２・・・フィンガ、３・・・ねじ、４・
・・交換プレート、５・受容部材、６・・接続部、７．
８及び９・・通路、１０．１１及び１２・・・／一層部
材、■３・・・ブツ／ユ、■４・・・／−ル部拐、１５
・・カバー、１６・・・凹所、１７・・・圧縮ばね、１
８・・作動円錐、１９・・・ビスｈ　フロン１．２０・
・・ピストン、２１・・・／一層部材、２２・・・内壁
、２３・・・部分、２４・・・／−ル部祠、２５・・・
／す／ダ部、２６・・・センタリング円錐、２７−ｊ’
１通孔、２８・・・球体、２９・・・ビン、３０及び３
１・・・係止切欠き、３２・・・接続孔、３３・・・通
路、３４及３５・・ノリンダ室、３Ｇ・・・通路、３７
・・・整合円錐、３８°・ばね、３９・・・ねじ枠、４
０・・結合部、４１・・１１子プラグ、４２・・・近接
スイッチ、４δ及び４４・・←υ欠き、４５・リング？
Ｉ′４．４６及び４７・・リング、４８及び４９・・Ｉ
ｌ：ｒｉ　、’ｒ［部、５０・・す／グビスト／、５１
及び５２・・／−ル部拐、５３・・・通路、５４・・・
／す／ダ室、５５・通路、５６・・／す／ダ室、５７及
び５８・・近接スイッチ、５９・・切欠き、６０・・・
マガジンプレー１・、６１及び６２・・溝、６３・・・
近接スイソチＦｉｇ、１ ８ Ｆｉｇ、４ Ｆｉｇ、５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ロゼツト若しくは操作装置のグリノ・８を自動的に
   交換美゛＼及び連結するための装置であって、受容部材
   及びこの受容部材に連結可能な交換プレートを備えてお
   り、交換プレートにグリッパが配置されている形式のも
   のにおいて、 イ）受容部材（５）内に軸線方向運動可能なピストン（
   ２０）が配置されており、 口）　ピストンに操作円錐（１８）が配置されており、 ・・）操作円錐が調節可能な係止部材（２８゜２９）を
   介して係合及び（又は）摩擦力で交換プレー）（４）に
   センタリングした状態で、係止できるようになっている
   ことを特徴とする、ロゼツト若しくは操作装置のグリッ
   ツξを交換及び連結するための装置。 ２、　ピストン（２０）がシリンダピストンとして構成
   されていて、シリンダピストンのピストンロツ）（１９
   ）に一体成形された操作円錐（１８）を有しており、操
   作円錐が連結ピン若しくはくさび状の部拐（２９）若し
   、〈は球体（２８）として構成された係止部材を半径方
   向外側へ交換プレート（４）の切欠き（３０，３１）内
   へ押し込Ｘ７で交換プレート（４）と受容部材’（５）
   を互いに係止している特許請求の範囲第１項記載の装置
   。 ３　ピストン（２０）が両端全交互に圧力媒体で負荷可
   能であって、これによって制限された寸法で軸線方向に
   調節されるようになっている特許請求の範囲第１項又は
   第２項記載の装置。 ４、　ピｘ　Ｉ−ｙ　（２Ｑ　）かばね（１７）［ヨッ
   テ操作円錐（１８）ｋ常に係止位置へ負荷している特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の装置。 ５　係止部４Ｊ’　（２８、２９）がばね力に抗して係
   止位置へ運動しようとする傾向を有するように移動口」
   能に支承されている特許請求の範囲第２項から第４項１
   でのいずれか１項記載の装置。 ６、　ピストン（１９）が操作円錐（１８）と−緒に月
   別的に一体に構成されており、ピストン及び操作円錐が
   回転′対称に構成されている特３′１請求の範囲第１項
   から第５項１でのいずれか１項記載の装置。 ■　ビスＩ・ン（２０）、そのピストンロッド（１９）
   及び操作円錐（１８）が中空として構成されてお９、操
   作円錐（１８）の開いた端面を圧縮はねとして構成され
   たばね（１７）がＩＱ通して一端を受容部材（５）の不
   動の端壁（１５）にかつ他端を操作円錐（１８）の閉じ
   られた端面に支えられている特許請求の範囲第１項から
   第６項までのいずれか１項記載の装置１σ０ ８　受容部材（５）が軸線方向に弾性的に支承されたセ
   ンタリング円錐（３７）を有しており、センタリング円
   錐が交換プレート（４）の切欠き内に係合するようにな
   っている特許請求の範囲第１項から第７項才でのいずれ
   か１項記載の装置。 ９、　受容部材が一体のセンタリング円錐（２６）ヲ有
   しており、センタリング円錐が交換プレート（４）の対
   応する切欠きＦｒＪＫ係合するようになっている特許請
   求の範囲第８項記載の装置。 １０、交換プレー１−　（４）のセンタリングがくさび
   状の係止部Ｕ’　（２９）若しくは球体（２８）によっ
   て行われる特許請求の範囲第１項から第９項寸でのいず
   れか１項記載の装置。 １１　受容部材（５）が複数の近接スイッチ（４２、５
   ，７、５８，）を備えている特許請求の範囲第１項から
   第１０項寸でのいずれが１項記載の装置。 １２、受容部材（５）の側方若しくは内部に、及び（又
   は）交換プレート（４）内に、電気信号を伝達するため
   σノ少なくとも１つの連結部４Ａ’　（４０）及びプラ
   グ（４１）が組込まれている特許請求の範囲第１項から
   第１１項１でのいずれか１項記載の装置。 ■３　ピストンがリングピストン（５０）として構成さ
   れている特許請求の範囲第１項から第１２項寸でのいず
   れか１項記載の装置。 ■４＜さび状の係止部拐（２９）若しくは球体（２８）
   が少なくとも１つの弾性的なリング（４−６）、例えば
   ホースばねによって代替されている特許請求の範囲第１
   項から第１３項１でのいずれか１項記載の装置。 １５　交換プレー１−　（４）が、グリップ力確保のた
   めの自動的ＶＣｔｌｔ制御される組込丑れた複式逆市弁
   をイ、ｉｊｉえている特許請求の範囲第１．１．Ｉ８１
   から第１４項寸でのいずれか１項記載の装置。 １Ｇ　交換プレート（４）がマガジンプレート（６０）
   内の所装置への装着のための互いに逆向きの他方の溝（
   ６１，６２）を備えている特許請求の範ｆ２ｆ４第１項
   から第１５項寸でのいずれか１項記載の装置。 １７、マガジンプレート（６０）が装着状態の監視及び
   正確な位置決めのための少なくとも１つの近接スイッチ
   （６３）ｅ備えてしする特許請求の範囲第１３項記載の
   装置。 １δ　圧力媒体供給が、自己シール作用を有する弾性的
   なブツシュ（１３）を介しで行われる特許請求の範囲第
   １項から第１７項１での（・ずれか１項記載の装置。