JPS61159347A - ロボツト手段によつて支持されるドリルユニツトのドリルビツト組立体を自動的に交換するための装置 - Google Patents

ロボツト手段によつて支持されるドリルユニツトのドリルビツト組立体を自動的に交換するための装置

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JPS61159347A
JPS61159347A JP60247853A JP24785385A JPS61159347A JP S61159347 A JPS61159347 A JP S61159347A JP 60247853 A JP60247853 A JP 60247853A JP 24785385 A JP24785385 A JP 24785385A JP S61159347 A JPS61159347 A JP S61159347A
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drill bit
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retaining
drill
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ロイストン・ハミルトン・ケアーンズ
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    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
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    • B23Q3/157—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
    • B23Q3/15706—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a single tool being inserted in a spindle directly from a storage device, i.e. without using transfer devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23B31/02—Chucks
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    • B23B31/12—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable
    • B23B31/20—Longitudinally-split sleeves, e.g. collet chucks
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    • B23B31/207—Characterized by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the spindle
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)

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】 ロボットによる部材の穿孔は、ロボットの改良した精度
と反復性によシ増々実行可能となってきている。ロボッ
トは基本的に、ドリルビット組立体ヲ備えているドリル
ユニツ）を支持するアーム、ドリルビット組立体を支持
するためのチャック、及びチャックとこれに支持される
ドリルビット組立体を回転するモータとを有する。ロボ
ットアームは、ドリルユニットを貯蔵位置から１つ又は
複数個の穿孔位置に移動しかつ再び戻すようプログラム
される。ドリルの供給運動（即ちその軸線に沿う運動）
は、アームの運動によって与えられるか、あるいはドリ
ルユニットをアームに関して動かすドリルユニットに組
込まれる供給装置のいずれかで与えられる０周知のロボ
ット的な穿孔装置に伴う問題は、異なる直径の孔か形成
されるとき及び／又は異なる材料を穿孔すべきところで
存在し、これは通常異なる直径のドリルビット及び／又
は異なる材料と方形状を必要とする。
この問題に対する周知の解決手段は、各作業毎に別個の
ドリルユニツ）ｆ設けることであシ、各ドリルユニット
は所望直径、材料又は方形状のドリルビットを組込んで
いる。かかるドリルユニットの貯蔵所が貯蔵位ｆｋＫ設
けられ、各ドリルユニットはロボットアームによる選択
、及び指定した穿孔作業を達成する穿孔位置への転送を
待つ。
この解決手段には以下のようなある欠点を伴う。
ｌ　ロボットが配置される室において利用し得る空間は
制限され、こうして空気的に作動し得るドリルユニット
の貯厳所は、貴重な空間を占め、ロボットによって取扱
うことを要する他の工具に利用し得る空間を減少させる
。
ユ　それぞれのドリルユニット間にＸ量の変動があ夛、
またこゎらの変動はロボットアーム位置を変える傾向を
有し、こうしてドリル位置精度は減少する。
ユ　ドリルユニットへの圧縮空気と電気配線の連結の複
雑さによシ、弘Ｓ秒までの有害な時間要因があ夛、この
時間毎にドリルユニットが結合され又は結付ヲ解かれる
。
弘　ドリルユニットのこのような貯蔵所を設ける費用と
これらに伴う交換システムは、解決手段全経済的に望ま
しくない亀のにする。
本発明の目的は、ドリルユニットのドリルビット組立体
部分のみを交換させ、一方ドリルユニットの残シ、即ち
少なくともモータとチャックはロボットアームに連結さ
れたままの装置によシ、１述の欠点を克服することにあ
る。
本発明によれば、ドリルユニットはドリルビット組立体
を受け入れ、保持しかつ解放するため回転軸線の周シに
回転し得るチャック手段を包含し、チャック手段はドリ
ルビット組立体を受止めかつ解放し得るチャック開放状
態をもたらしかつドリルビット組立体を保持し得るチャ
ック閉鎖状態をもたちす丸めの相対的に可動な手段を有
している、ロボット手段によって支持されるドリルユニ
ットのドリルビット組立体を自動的に交換するためのＩ
ｉｋ置において、 ロボットによシ貯蹴ユニットに関して配置されるチャッ
ク手段によってドリルビット組立体を受け入れ姿勢罠保
持するための保持手段を有しているドリルビット組立体
貯蔵ユニットと、保持手段を針鼠位置から、ドリルビッ
トがチャック手段に呈される位置に軸方向に押し進める
ための押し上げ手段と、 チャック手段の連続する開放と閉鎖をもたらすよう配置
されるチャック係合手段と、 ドリルビット組立体を正しい順序でチャック手段に押し
進めるためにチャック手段の位置に応答するシーケンス
手段とを備える装置が提供される。
ロボット手段によシ支持されるドリルユニットにおける
ドリルビット組立体の交換を自動的に行なうための装置
の一実施例を、例示として添付図面を参照しながら以下
説明する。
第１図には、単一のドリルビット組立体貯蔵ユニットが
図示される。当然、多数のこのような貯蔵ユニットはロ
ボットの届く範囲内に配置され、このロボットと貯蔵ユ
ニットが組会わされる。各貯蔵ユニットは、垂直軸組Ｘ
−Ｘ上に、１１ｋＸ−Ｘと同軸な対の円筒形孔を有する
ドリルビット組立体位置決め装ａ［ｊｉｌｌＪちホルダ
コを支持している枠組ｌ全備え、３で示されるこの孔は
ドリルビット組立体のドリルビットｍ分用の隙間を生じ
るような直径のものであシ、また弘で示される孔はドリ
ルビット組立体の標準的な柄部分を受け入れかつ配置す
るよりな直径を有する。
各ドリルビット組立体は、その上端部にこみ（中子）６
をもつ全体的に円筒形の標準的な柄部分Ｓｆ：備え、全
体は第８図を参照して後述する一般に周知設計のチャッ
クによって係合しかつ把むようにされている。柄部分は
それから突出しているドリルビット部分りを有し、また
λつの部分間の結合部に環状肩部を設け、これはドリル
ビット組立体が貯蔵用のホルダーによって完全に受け入
れられるとき、小さい孔３と大きい孔ダとの間の結合部
に形成される環状のスラスト軸受ｔと係合する。
ホルダコは空気ラム１０によシ＠＠Ｘ−Ｘに沿って軸方
向に一体Ｋｍ１ｍ！、され、その制御を以下説明する。
ホルダコは枠組ｌに形成されるスロットｌ−に係合して
いる半径方向に延びているアームｌ／によシ回転するの
が防止される。
ホルダλ上ｒＣ１枠組／Ｆｉｊｊｋ状のくほんだ円錐形
ブシュ１３用の据付部を与え、とのブシュは説明すべき
チャック手段用の係合部を与える。ドリルビット組立体
は、軸線Ｘ−Ｘ上に同軸に据付けられるとのブシュを貫
通する。ブシュ内の開口は、後述するようにチャックの
部分かブシュ′ｆｒ通って延びることができるような直
径を有する。
枠組ｌは、ブシュ１３付近でその下方にマイクロスイッ
チｌダを備え、ホルダーは近接スイッチ／ｊを備え、ま
たラム１０は近接スイッチ１６及びンレノイド／？ａに
よって作動される空気弁ｌり（第２，３図）を僑える。
本装置と共に用いるのに適したチャック（即ちアーチャ
ー・クイック・チェンジ・モデル／　１０２（ムｒｃｈ
＠ｒ　ｑｕｉｃｋ　ｃｈａｎｇｅ　ｍｏｄｅｌ　Ｎｏ、
　／　／　０２　）　）はｉｓで示される。このチャッ
クは全体的に周知設計のものであシ、また＃Ｓ図１１Ｃ
−＠詳細に図示される。このドリルユニットは、チャッ
クに加えて、その軸線Ｙ−Ｙの周シにチャックを回転す
るためのモータを偽え（これは第１＊４’ｅｊｅＡ図及
び第１図に示すように、ドリルビット組立体の交換の間
軸線Ｘ−Ｘと同軸に位置するが、このような交換に続い
て穿孔作業を達成するためロボットアームによって選択
される任意の姿勢をとり得る）、また更にチャックを押
上ける供給機構、及びその＠ｈＹ　−Ｙ　Ｋ沿うそのド
リルビットを備える。一般に、ロボットアームそれ自体
が軸ｋＹ−Ｙに沿う供給運動を与えることができるよう
に設計されるならば、供給機構はこうして不必要になる
。
第Ｓ図には、ドリルビット組立体の標準柄部５を受け入
れるための全体的に円筒形の内方孔ｌりを有するチャッ
クｔｇか示される。一般にロボットによって用いられる
べき各ドリルビット組立体の柄部Ｓは−１−である。ド
リルビットそれ自体のみが孔の寸法及び／又はドリルビ
ットが達成すべき作業に応じて変化する。こみ（中子）
６は孔内に位置される部材コＯと係合し、これはチャッ
クとドリルビット組立体との間の回転の積極的な伝達を
確実にする。
孔１９がチャックの内方スリーブ二ｌ内に形成され、そ
の上端部は図示されるように、取付けられるならはモー
タ又ｉ供船機構のようなドリルユニットの他の部品によ
って支持されるよう構成される。内方スリーブ２１は両
Ｐｉｉｉ部で外方スリーブコ３を辿って突出する。外方
スリーブは内方スリーブに関して軸方向に可動であシ、
（外方スリ、−ブが比較的上方に動かされるとき）チャ
ック開放状態をもたらし、ま几（図示されるような）チ
ャック閉鎖状態をもたらす、前者の状態において、ドリ
ルビット組立体は挿入しかつ取〕外すことができ、また
後者の状態てこれは穿孔位置に保持される。内方及び外
方スリーブ２１と２３はコイルスプリングーダによって
閉鎖位置に向って付勢される。
外方スリーブコ３は、枠組ｌ上のブシュ１３との接合区
域に係合する面取り部分二５を有する。
望ましい設計のチャックにおいて、内方スリーブコｌの
下方墳状部−６には弾性フィンガーが形成され、これは
スリーブ−７と−３が「チャック開放Ｊ＆７ｊ向位置に
あるとき、挿入された柄部Ｓを牌放するよう外方ＶＣは
ね返し、また第３図に示すようにスリーブコｌとコ３が
「チャック閉鎖」位置にあるとき、組合った内方環状部
分コクにょシ挿入された柄部Ｓを把むよう内方に押し進
める。
さて謝弘図ないし第６図を参照すると、この装置は、ド
リルビット組立体Ｓ、りをそのホルダコから次のように
して引き続いて取り上けるよう機能する。この説明の間
、ドリルビットの正しい取上けを確実にする電気及び空
気シーケンス装ａｔ組合わせて示す第２図と第３図に対
して参照がなされる。
ロボットは、ホルダコの軸＃！Ｘ−Ｘと同軸の軸線Ｙ−
Ｙとチャックを配置するためプセグラムさｔ１ホルタは
ｍにその中に−ｊ！成すべき作業のため適当なドリルビ
ット組立体を貯蔵している。ホルダコはラムｉｏが引込
められたその最も低い位置で、柄＠ｊは決してブシュ１
３内の孔ｔｍして突出しない、ドリルビット組立体Ｓ、
りは、ホルダλ内のスラスト軸受９上に載シ、また初め
に動かないけれどもこれはそのホルダにある間自由に回
転される。
チャック１ｇは、その外方スリーブ＝３がブシ′ユ／、
３と組会わされかつ一層の動きが防止されるようにホル
ダコに向かってｌｊかされる。しかしなから内方スリー
ブコｌの運動は続き、従ってこれはブシュ１３を通って
ホルダコに向かって延び、１７ｔスリーブ２ノとコＪｏ
この相対運動がチャックを開放するので、柄部は孔ｌデ
ｒｃ入ることができる。
ホルダー罠向かうチャックの運動は、ロボット運動を用
いることによシ、あるいは望ましくは供給機構が取付け
られる場合前に述べたドリルユニットの供給機構を用い
ることにょシ達成される。
ホルダーに向かう内方スリーブ２１の運動は、内方スリ
ーブλ／ｉマイクロスイッチｌ弘のアームコｊＫ接触さ
せ、これはコダＶの信号をロボットから近接スイッチ／
ｊに通じさせ、辷れはドリルビット組立体か存在するも
のとして、信号を２重りレーコ９ｔ−介してラム１０を
制御するソレノイド作動弁１７に伝える。これは圧縮空
気がラムｌ、０を伸長させ、こうしてドリルビット組立
体のこみ（中子）部分６かチャックの部材−〇に隣接す
るまで、ホルダを及びこれに支持されるドリルビット組
立体を開放したチャックに向がって押し進める。チャッ
クが回転され、かつそれが加速及び減速時間を節約する
ことが望まれるならば、ドリルビット組立体５．７はそ
れと共に回転する。
この位置で、近接スイッチ１６は、ラム１０のピストン
の接近を感知し、また第゛ダ、Ｓ図の位置から＃６図の
位ｆｌｌＫチャックを引込める大めロボットＫｇ！号を
送る。このようにするためチャックは柄部Ｓを把んでい
るその閉鎖位置を採る。柄部Ｓが適当Ｋ［まれるまでチ
ャック内に保持されるのを確保するため、ラムのストロ
ークは、リレーＪＯｆ介して送られる別の信号が弁ｌり
のソレノイド／７ａの励磁を解くまで、ホルダコがチャ
ックの基部金輪く押すことができるように決められる。
ソレノイド／？ａは、マイクロスイッチ／４４を阻止し
ているチャック運動にもかかわらずこれか生じるまで、
励磁されたままとなるよう配備される。ソレノイド／７
ａの励磁の解除に基き、空気弁はラムＩＯを第６図に示
すその貯蔵位置に収縮させ、一方チャックは、安全に係
付したドリルビット組立体と共に移動される。
ｖ、７図は、ドリルビット組立体を押し下けた段階を示
す。１７図に示すその貯蔵位置にあるホルダーによシ、
ロボットはチャック１８をｌ１ｌＩ＆Ｘ−Ｘと一致する
その呻・＆Ｙ　−Ｙに１誉する。チャックは、その外方
スリーブ２３がブシュ１３と係合しかつ内方スリーブコ
ｌがホルダーに向かつて押し続けられるよう押し進めら
れ、こうしてドリルビット組立体５．りがすぐ下に位置
するホルダコによって受け止められるべく離れ去るよう
チャックヲ解放する。近接スイッチ１５は、ドリルビッ
トクの存在を検知し、かつチャックをその次の位置に動
かすためロボットに信号を送る。
チャックはこの押し下げ段階の間回転し続ける。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による装置の全体的な配伽図、評コ図
とｔｐ、３図は、適当なシーケンス手段の線図であり、
シダ図ないし第１図は、チャック手段によるドリルビッ
ト組立体数シ上けの連続的な段階を示し、またｉｆ図Ｌ
１　ドリルビット組立体を中罠配徴した適当なチャック
手段を一部破断して示す。 １００．枠組　−００，ホルダ　３．弘８．。 孔　５００．柄部分　６６１．こみ（中子）り００．ド
リルピッ）　ｆｌｔｌｉ分　９０１．スラスト軸受　１
０．、、空気ラム　ｉｉ、、、アーム／３．、、ブシュ
　／４！、、、マイクロスイッチｉｓ、ｉｂ、、、近接
スイッチ　／７．、、壁気弁　ｉｇ、、、チャック　／
？、、、内方孔Ｕ／、、、内方スリーブ　コ３００．外
方スリーブ　２１１．、、コイルスプリング　−９１０
，二】１　　リ　　し　−　　　　　３０．　　　、　
　　、　　　　リ　　し　−１２１面の浄Ｃ（内容？こ
変でプ′。 口＝＝＝＝二二二二］ ロ：＝＝＝：＝：コ 坏 ２・ ＋２５

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ドリルユニットはドリルビット組立体を受け入れ、
    保持しかつ解放するため回転軸線の周りに回転し得るチ
    ャック手段を包含し、チャック手段はドリルビット組立
    体を受止めかつ解放し得るチャック開放状態をもたらし
    かつドリルビット組立体を保持し得るチャック閉鎖状態
    をもたらすための相対的に可動な手段を有している、ロ
    ボット手段によって支持されるドリルユニットのドリル
    ビット組立体を自動的に交換するための装置において、 ロボットにより貯蔵ユニットに関して配置されるチャッ
    ク手段によってドリルビット組立体を受け入れ姿勢に保
    持するための保持手段を有しているドリルビット組立体
    貯蔵ユニットと、 保持手段を貯蔵位置から、ドリルビットがチャック手段
    に呈される位置に軸方向に押し進めるための押し上げ手
    段と、 チャック手段の連続する開放と閉鎖をもたらすよう配置
    されるチャック係合手段と、 ドリルビット組立体を正しい順序でチャック手段に押し
    進めるためにチャック手段の位置に応答するシーケンス
    手段とを備えることを特徴とした装置。 ２、チャック開放状態とチャック閉鎖状態をもたらすた
    めの相対的に可動な手段が前記回転軸線に沿って相対的
    に可動の内方及び外方スリーブを備える装置において、
    チャック係合手段は、チャックが保持手段に向かって動
    かされるとき外方スリーブと係合するが、ドリルビット
    組立体を受けるようチャック手段を開放するため、内方
    スリーブを保持手段に向かって動かし続ける貯蔵ユニッ
    トにより支持される係合部材を備える特許請求の範囲第
    １項に記載の装置。 ３、係合部材は、外方スリーブによる係合が生じ、一方
    チャックが回転されるように環状係合パッドの形である
    特許請求の範囲第２項に記載の装置。 ４、保持手段がこれによる保持の間、ドリルビット組立
    体の回転を可能にするための支持手段を包含する特許請
    求の範囲第３項に記載の装置。 ５、シーケンス手段がチャック手段の開放状態に応答す
    る第１の検知手段と、保持手段内のドリルビット組立体
    の存在に応答する第２の検知手段と、前記第１と第２の
    検知手段からの信号に応答する前記押し上げ手段と組合
    わされる弁手段とを備え、ドリルビット組立体を開放チ
    ャック手段に向かって押し進めるため押し上げ手段を作
    動する特許請求の範囲第２項に記載の装置。 ６、シーケンス手段が更に保持手段の位置に応答する第
    ３の検知手段を備え、前記弁手段を前記押し上げ手段と
    組合わせて、チャック手段の閉鎖時のみチャック手段か
    ら離れて動くよう押し上げ手段を作動する特許請求の範
    囲第５項に記載の装置。 ７、第１、第２及び第３の検知手段は、押し上げ手段が
    ロボットによるチャック手段の運動にかかわりなく、チ
    ャック手段が閉鎖されるまでドリルビット組立体をチャ
    ック手段に押し続けるよう配備される特許請求の範囲第
    ６項に記載の装置。
JP60247853A 1984-11-03 1985-11-05 ロボツト手段によつて支持されるドリルユニツトのドリルビツト組立体を自動的に交換するための装置 Pending JPS61159347A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB848427853A GB8427853D0 (en) 1984-11-03 1984-11-03 Automatic drill bit
GB8427853 1984-11-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61159347A true JPS61159347A (ja) 1986-07-19

Family

ID=10569209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60247853A Pending JPS61159347A (ja) 1984-11-03 1985-11-05 ロボツト手段によつて支持されるドリルユニツトのドリルビツト組立体を自動的に交換するための装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4819320A (ja)
EP (1) EP0181178A3 (ja)
JP (1) JPS61159347A (ja)
GB (1) GB8427853D0 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08323574A (ja) * 1995-05-26 1996-12-10 Kawasaki Heavy Ind Ltd 自動刃具交換装置および刃具着脱装置
JP2018083279A (ja) * 2016-11-26 2018-05-31 三晶エムイーシー株式会社 切削刃取付用ジグ及び切削加工装置

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