KR101114626B1 - Tool replacing device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 케이스 부재를 갖는 툴 교체 장치이며, 케이스 부재내에 있어서, 보지 부재와 가동 부재와의 사이에 지지된 계합 볼이, 제 2 스프링에 의해 부세되는 가동 부재에 형성된 압출면에 의해, 계합 볼이 보지 부재내에 돌출해서 툴이 계합 가능해진다. 또한, 제 2 스프링의 부세력에 역으로 가동 부재를 압압(押壓)하는 것에 의해, 계합 볼이 가동 부재내로 이동 가능하게 된다. 또한, 툴을 보지하는 보지 부재의 이동 거리를 검출하는 충격 센서를 마련하고 있기 때문에, 툴의 충돌 등을 검지할 수 있다. 본 발명의 툴 교체 장치에 의하면, 전력의 공급이 정지해도, 툴을 보지할 수 있고, 또한 툴의 착탈이 용이하며, 툴을 이동시키는 로봇 아암의 동작의 정확성을 높일 수 있다. This invention is a tool replacement apparatus which has a case member, and in the case member, the engagement ball supported between the holding member and the movable member is engaged with the engagement ball by the extrusion surface formed in the movable member which is urged by the 2nd spring. It protrudes in this holding member, and a tool can be engaged. In addition, by pressing the movable member against the biasing force of the second spring, the engaging ball can be moved into the movable member. Moreover, since the impact sensor which detects the movement distance of the holding member which hold | maintains a tool is provided, the collision of a tool etc. can be detected. According to the tool replacing device of the present invention, even if the power supply is stopped, the tool can be held, the tool can be easily attached and detached, and the accuracy of the operation of the robot arm for moving the tool can be improved.
Description
본 발명은 산업용 로봇 장치에 장착되는 툴 교체 장치에 관한 것이며, 특히 충격 센서를 구비한 중공형상(원통)의 툴 교체 장치에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD This invention relates to the tool replacement apparatus mounted in an industrial robot apparatus. Specifically, It is related with the hollow tool (cylindrical) tool replacement apparatus provided with an impact sensor.
용접?절단 작업을 실행하는 산업용 로봇 장치에서는, 로봇 아암의 선단부에 위치하는 툴 홀더에, 용접 토치나 절단 툴 등의 각종 툴을 장착해서, 용접이나 절단 등의 작업을 행하고 있다. In an industrial robot apparatus for performing welding and cutting operations, various tools such as a welding torch and a cutting tool are attached to a tool holder located at the tip of the robot arm to perform welding or cutting.
여기에서, 산업용 로봇 장치에 의한 용접?절단 작업은, 툴이 작업 대상물에 접촉?충돌 등을 하기 때문에, 용접 토치) 등의 파손이나 로봇 장치에 부하가 걸리는 문제가 있다. Here, in the welding and cutting operation by the industrial robot device, since the tool contacts and collides with the work object, there is a problem that damage such as a welding torch) or load is applied to the robot device.
또한, 예를 들면 일본 특허 공개 제 1993-192890 호에 도시하는 바와 같이, 툴의 접촉?충돌 등은 용접 토치의 파손 뿐만 아니라, 툴 홀더에 대하여 장착 위치를 위치 결정해서 장착한 툴이 장착 위치로부터 어긋난다고 하는 문제가 생기고 있었다. For example, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 1993-192890, contact and collision of the tool not only damages the welding torch, but also the tool mounted by positioning the mounting position with respect to the tool holder. There was a problem of being out of order.
그리고, 툴의 장착 위치가 어긋나면, 정확한 작업을 할 수 없기 때문에, 작업을 중단해서 다시 위치 결정을 해서 장착한다고 하는 번잡함을 수반하게 된다. 또한, 그 장착 작업도 툴을 툴 홀더에 대하여 볼트 등에 의해 고정하고 있었기 때문, 착탈이 용이하지 않았다. If the mounting position of the tool is displaced, accurate work cannot be performed. Therefore, the work is interrupted and the work is carried out again to position and mount. In addition, since the mounting work was also fixed to the tool holder with a bolt or the like, attachment and detachment were not easy.
전술한 툴의 접촉?충돌 등의 문제에 관해서, 통상 로봇 아암의 선단부에 충격 센서를 장착하는 것에 의해, 툴의 접촉?충돌 등을 감지해서 개선을 도모하는 구성이 알려져 있다. Concerning the problems such as contact and collision of the tool described above, a structure is known in which an impact sensor is attached to the tip of the robot arm so as to detect the contact and collision of the tool and to improve it.
또한, 일본 특허 공개 제 1997-330125 호에는, 접촉?충돌 등에 의한 툴의 장착 위치의 어긋남을 방지하기 위해서, 용접 토치 등을 접속하는 툴 홀더에 복수 스프링을 마련하고, 툴이 접촉해도 위치나 경사의 오차를 흡수?수정하는 툴 홀더가 개시되어 있다.In addition, Japanese Unexamined Patent Publication No. 1997-330125 provides a plurality of springs in a tool holder for connecting a welding torch or the like, in order to prevent misalignment of the mounting position of the tool due to contact or collision. Disclosed is a tool holder for absorbing and correcting errors.
한편, 일본 특허 공개 제 2003-117868 호에 있어서는, 착탈 용이화를 도모하기 위해서, 툴의 설치에 대해서, 가압 에어를 이용한 홀더에 따른 발명이 개시되어 있다.On the other hand, in Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-117868, in order to facilitate attachment and detachment, invention regarding the holder which used pressurized air is disclosed with respect to installation of a tool.
여기서, 로봇 아암에 장착되는 용접 토치 등의 툴은 중량이 크고, 용접 토치 등을 이동시키려고 하는 위치에 대하여 정확하게 이동시키기 위해서는, 용접 토치 등이 로봇 아암의 길이 방향의 축선상에 배치되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that a tool such as a welding torch mounted on the robot arm has a large weight and that the welding torch or the like is disposed on the axis line in the longitudinal direction of the robot arm in order to accurately move the welding torch or the like with respect to the position to be moved. .
그러나, 상기 일본 특허 공개 제 1997-330125 호에 의하면, 상기 홀더는, 위치 및 경사의 오차를 흡수하는 스프링이 홀더 내부에 있기 때문에, 툴을 홀더 내부에 삽통시켜서 보지하는 것, 즉 툴을 로봇 아암내에 수용 할 수 없고, 로봇 아암의 외측에서 툴을 보지하지 않으면 안되었다. However, according to Japanese Patent Laid-Open No. 1997-330125, since the holder has a spring that absorbs an error in position and inclination, the holder is inserted into the holder to hold the tool, that is, the robot arm is held. It could not be accommodated inside, and the tool had to be seen from the outside of the robot arm.
그 때문에, 툴을 로봇 아암의 길이 방향의 축선상에 배치할 수 없고, 용접 토치 등의 툴을 이동시키는 로봇 아암의 동작의 정확성이 손상된다고 하는 문제가 있다. Therefore, there is a problem that the tool cannot be disposed on the longitudinal axis of the robot arm, and the accuracy of the operation of the robot arm for moving a tool such as a welding torch is impaired.
또한, 툴을 나사나 볼트로 장착하기 위해서, 툴의 착탈이 번잡하게 된다고 하는 문제가 해결되지 않고 있다. Moreover, in order to attach a tool with a screw or a bolt, the problem that attachment / detachment of a tool becomes complicated is not solved.
일본 특허 공개 제 2003-117868 호에 의하면, 에어에 의한 가압에 의해 볼(도 1의 "볼(47)" 참조)을 툴 플레이트(도 1의 "툴 플레이트(30)" 참조)에 계합시키는 것에 의해, 툴을 보지하고 있기 때문에, 정전 등에 의해 전력의 공급이 정지했을 경우에, 가압 에어의 공급이 정지되고, 툴 플레이트가 볼과 계합이 해제되어, 용접 토치 등이 툴 홀더로부터 분리된다고 하는 문제가 있다. According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-117868, the engagement of a ball (see "ball 47" in FIG. 1) to a tool plate (see "
또한, 일본 특허 공개 제 2003-117868 호에 의하면, 용접 토치 등이 툴 홀더로부터 분리될 경우에 대비해서, 페일세이프(fail safe) 기구를 구비했다고 해도, 에어에 의한 가압이 정지되면, 볼과 툴 플레이트는 계합하지 않기 때문에, 용접 토치 등은 툴 홀더의 위치 결정한 장착 위치로부터 어긋나버린다고 하는 문제를 해소할 수 없다.In addition, according to Japanese Patent Laid-Open No. 2003-117868, in the case where a welding torch or the like is detached from the tool holder, even if a fail safe mechanism is provided, when the pressurization by air is stopped, the ball and the tool Since the plates do not engage, the problem that the welding torch or the like is displaced from the positioning position where the tool holder is positioned can not be solved.
또한, 종래의 중공형상의 홀더에 있어서, 충격 센서를 구비한 홀더는 존재하지 않았다.Moreover, in the conventional hollow holder, there was no holder provided with the impact sensor.
상기 문제를 감안해서, 본 발명은, 툴의 충돌 등을 검지하는 것이 가능하고, 전력의 공급이 정지해도, 툴을 보지할 수 있고, 또한 툴의 착탈이 용이하며, 툴을 이동시키는 로봇 아암의 동작의 정확성을 높일 수 있는 툴 교체 장치를 제공하는 것으로 괴제로 하고 있다. In view of the above problems, the present invention can detect a collision of a tool and the like, and even if the supply of power stops, the tool can be held, and the tool can be easily attached and detached, and the robot arm for moving the tool is provided. To provide a tool replacement device that can improve the accuracy of the operation is to be eliminated.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 제 1 발명에 따른 발명의 툴 교체 장치는, 툴이 삽입되는 선단측에 장착 구멍이 형성되고, 기단측이 로봇 아암의 선단부에 장착되는 툴 교체 장치에 있어서, 상기 툴 교체 장치는, 선단측과, 기단측과, 선단측과 기단측의 사이에 있어서 내경측을 향해 연장하는 제 1 연장부, 제 2 연장부, 제 3 연장부가 형성된 대략 원통형의 케이스 부재와, 상기 케이스 부재의 내측에 위치하고, 상기 제 2 연장부와 상기 제 3 연장부의 사이의 상기 케이스 부재의 내주면을 향해 연장하는 제 4 연장부가 형성된 대략 원통형의 보지 부재와, 상기 보지 부재의 선단측에 위치하고, 상기 보지 부재와 상기 케이스 부재의 사이에 지지되어, 상기 제 1 연장부와 상기 제 3 연장부의 사이의 상기 케이스 부재의 내주면을 향해 연장하는 제 5 연장부가 형성된 대략 원통형의 가동 부재를 구비하고, 상기 케이스 부재는, 상기 제 2 연장부와 상기 제 4 연장부의 사이에 제 1 탄성체를 개재하여, 상기 보지 부재를 상기 케이스 부재의 원통 축방향으로 이동 가능하게 지지하는 동시에, 상기 제 3 연장부와 상기 제 5 연장부의 사이에 제 2 탄성체를 개재하여, 상기 가동 부재를 상기 케이스 부재의 상기 원통 축방향으로 이동 가능하게 지지하고, 상기 제 3 연장부의 기단측 단부면에, 상기 제 4 연장부에 접촉해서 상기 보지 부재의 이동을 검지하는 충격 센서를 구비하고, 상기 제 1 연장부의 기단측 단부면에는, 상기 제 5 연장부의 선단측 단부면에 유체를 공급해서 제 2 탄성체의 부세력의 방향과 역방향으로 상기 가동 부재를 이동시키는 유체 공급 구멍이 형성되고, 상기 보지 부재에는, 상기 가동 부재와의 사이에 보지된 계합 볼이 상기 보지 부재의 내주면측에 돌출 가능하게 되는 돌출 구멍이 형성되고, 상기 가동 부재는, 상기 제 2 탄성체에 부세하는 상기 제 5 연장부의 선단측 단부면이 상기 제 1 연장부의 기단측 단부면과 접촉했을 때에, 상기 계합 볼과 대향하는 상기 가동 부재의 내주면에 접촉하는 것에 의해, 상기 계합 볼을 상기 돌출 구멍으로부터 상기 보지 부재의 내주면측으로 돌출시키는 압출면을 갖는 동시에, 상기 유체 공급 구멍으로부터 공급된 유체에 의해, 상기 제 5 연장부가 상기 제 2 탄성체의 부세에 저항해서 압압(押壓)되고, 상기 가동 부재가 상기 기단측으로 이동했을 때, 상기 계합 볼과 대향하는 상기 가동 부재의 내주면에, 상기 계합 볼이 상기 돌출 구멍으로부터 상기 가동 부재의 내주면측으로 이동해서 수용되는 홈부가 형성되어 있다. In order to solve the said subject, the tool replacement apparatus of this invention which concerns on the 1st invention is a tool replacement apparatus in which the mounting hole is formed in the front-end | tip side into which a tool is inserted, and a base end is attached to the front-end | tip part of a robot arm. The tool changer includes a substantially cylindrical case member having a first extension portion, a second extension portion, and a third extension portion extending toward the inner diameter side between the tip side, the proximal side, and the proximal side and the proximal side; A substantially cylindrical holding member which is positioned inside the case member and extends toward the inner circumferential surface of the case member between the second extension portion and the third extension portion, and is located on the tip side of the holding member; And a fifth extension portion supported between the holding member and the case member and extending toward the inner circumferential surface of the case member between the first extension portion and the third extension portion. And a substantially cylindrical movable member, wherein the case member is configured to move the holding member in the cylindrical axial direction of the case member via a first elastic body between the second extension portion and the fourth extension portion. At the same time, the movable member is movably supported in the cylindrical axial direction of the case member via a second elastic body between the third extension portion and the fifth extension portion, and the proximal end side of the third extension portion. An end face is provided with an impact sensor which contacts the fourth extension part and detects movement of the holding member, and supplies a fluid to a proximal end end face of the fifth extension part to a proximal end end face of the first extension part. And a fluid supply hole for moving the movable member in a direction opposite to the direction of the biasing force of the second elastic body, wherein the holding member is provided with the movable member. A protruding hole is formed in which the engaging ball held in the protruding portion can protrude on the inner circumferential surface side of the holding member, and the movable member has a front end side end surface of the fifth extension portion that is attached to the second elastic body. When contacted with the proximal end surface, the fluid has an extrusion surface which projects the engaging ball from the protruding hole toward the inner peripheral surface side of the holding member by contacting the inner peripheral surface of the movable member facing the engaging ball. The movable member facing the engagement ball when the fifth extension part is pressed against the bias of the second elastic body by the fluid supplied from the supply hole and the movable member moves to the base end side. On the inner circumferential surface of the groove portion is formed a groove portion for receiving and engaging the engaging ball from the protruding hole toward the inner circumferential surface side of the movable member. have.
상술한 구성에 의하면, 용접 토치 등의 툴을 케이스 부재내에 위치하는 보지 부재에 삽입하고, 툴의 피결합부와 보지 부재내에 돌출하는 계합 볼과 계합시킴으로써, 툴을 툴 교체 장치에 보지할 수 있다. According to the above-described configuration, the tool can be held in the tool changer by inserting a tool such as a welding torch into the holding member positioned in the case member, and engaging the engaging part of the tool and the engaging ball projecting into the holding member. .
따라서, 툴 교체 장치에 보지되는 툴은, 로봇 아암의 길이 방향의 축선상에 위치하고, 로봇 아암의 동작의 정확성을 손상시킨다고 하는 문제를 해소할 수 있 다. Therefore, the tool held by the tool replacing apparatus can solve the problem of being located on the longitudinal axis of the robot arm and impairing the accuracy of the operation of the robot arm.
또한, 상기 구성에 의하면, 케이스 부재에 배치된 충격 센서가, 보지 부재에 접촉하고 있기 때문에, 툴이 외부의 부재에 접촉하는 것에 따라, 툴을 보지하는 보지 부재가 기단측으로 이동했을 때에는, 충격 센서가 보지 부재의 이동을 검지함으로써, 툴이 외부의 부재에 접촉한 것을 검지할 수 있다. Moreover, according to the said structure, since the impact sensor arrange | positioned at the case member is in contact with a holding member, when a holding member which hold | maintains a tool moves to the base end side as the tool contacts an external member, an impact sensor By detecting the movement of the holding member, it is possible to detect that the tool is in contact with an external member.
또한, 툴의 피결합부와 계합 볼 부재가 계합하도록, 가동 부재의 돌출면이 계합 볼 부재를 압압하고 있기 때문에, 전력의 공급이 정지해도 툴을 보지 부재에 보지할 수 있고, 또한 툴의 장착 위치가 어긋난다고 하는 문제도 발생하지 않는다. 또한, 툴을 분리할 때는, 제 2 스프링의 부세력에 저항해서 가동 부재를 유체에 의해 가압하는 것 만으로, 계합 볼 부재가 보지 부재의 외측으로 이동하고, 툴을 분리 가능한 상태로 되기 때문에, 툴의 착탈이 용이하다. In addition, since the projecting surface of the movable member presses the engagement ball member so that the engaged portion of the tool and the engagement ball member engage, the tool can be held in the holding member even when the power supply is stopped. The problem that the position is out of shift also does not occur. In addition, the tool is detached from the tool by simply pressing the movable member with a fluid against the bias force of the second spring to move the engaging ball member to the outside of the retaining member, and the tool can be detached. Easily removable.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 제 2 발명에 따른 발명의 툴 교체 장치는, 툴이 삽입되는 선단측에 상기 툴의 장착 구멍이 형성되고, 기단측이 로봇 아암의 선단부에 장착되는 툴 교체 장치에 있어서, 상기 툴 교체 장치는, 선단측과 기단측에 외경 방향으로 연장하는 제 1 연장부와 제 2 연장부가 형성된 대략 원통형의 케이스 부재와, 상기 케이스 부재의 선단측에 위치하고, 기단측이 내경측을 향해 연장해서 상기 케이스 부재의 상기 제 1 연장부와 상기 제 2 연장부와의 사이에 위치하는 제 3 연장부와, 선단측이 내경측을 향해 연장하는 제 4 연장부와, 상기 제 3 연장부와 제 4 연장부의 사이에, 내경측으로 연장하는 제 5 연장부가 형성된 대략 원통형의 보지 부재와, 상기 보지 부재의 내측에 위치하고, 선단측과 기단측의 사이에 있어서 외경측을 향해 연장해서 상기 제 4 연장부와 상기 제 5 연장부와의 사이에 위치하는 제 6 연장부가 형성된 가동 부재를 구비하고, 상기 케이스 부재는, 상기 제 2 연장부와 상기 제 3 연장부의 사이에 제 1 탄성체를 개재하여, 상기 보지 부재를 상기 케이스 부재의 원통 축방향으로 이동 가능하게 지지하는 동시에, 제 2 연장부의 선단측 단부면에 배설되어, 원통방향으로 이동하는 상기 보지 부재의 상기 제 3 연장부의 기단측 단부면에 접촉하는 것에 의해, 상기 보지 부재의 이동을 검지하는 충격 센서를 구비하고 있고, 상기 보지 부재는, 상기 제 5 연장부와 상기 제 6 연장부의 사이에 제 2 탄성체를 개재하여, 상기 가동 부재를 상기 보지 부재의 상기 원통 축방향으로 이동 가능하게 지지하는 동시에, 상기 제 4 연장부의 기단측 단부면에는, 상기 제 6 연장부의 선단측 단부면에 유체를 공급해서 제 2 탄성체의 부세력의 방향과 역방향으로 상기 가동 부재를 이동시키는 유체 공급 구멍이 형성되어 있고, 상기 제 5 연장부의 내경측 단부면으로부터 선단측으로 연장하는 제 7 연장부가 형성되고, 또한 상기 제 7 연장부에는, 상기 가동 부재와의 사이에 보지된 계합 볼이 상기 보지 부재의 내주면측에 돌출 가능하게 되는 돌출 구멍이 형성되어 있고, 상기 가동 부재는, 상기 제 2 탄성체에 부세되는 상기 제 6 연장부의 선단측 단부면이 상기 제 4 연장부의 기단측 단부면과 접촉했을 때에, 상기 계합 볼과 대향하는 상기 가동 부재의 내주면에 접촉하는 것에 의해, 상기 계합 볼을 상기 돌출 구멍으로부터 상기 보지 부재의 내주면측으로 돌출시키는 압출면을 갖는 동시에, 상기 유체 공급 구멍으로부터 공급된 유체에 의해, 상기 제 6 연장부가 상기 제 2 탄성체의 부세에 저항해서 압압되고, 상기 가동 부재가 상기 기단측으로 이동했을 때, 상기 계합 볼과 대향하는 상기 가동 부재의 내주면에, 상기 계합 볼이 상기 돌출 구멍으로부터 상기 가동 부재의 내주면측으로 이동해서 수용되는 홈부가 형성되어 있다. MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, the tool replacement apparatus of this invention which concerns on the 2nd invention is provided with the tool replacement apparatus in which the mounting hole of the said tool is formed in the front-end | tip side into which a tool is inserted, and the base end is attached to the front-end | tip part of a robot arm. The tool replacement device includes: a substantially cylindrical case member having a first extension portion and a second extension portion extending in the outer diameter direction on a tip end side and a base end side; and a proximal end side located on a tip end side of the case member. A third extension that extends toward and positioned between the first extension and the second extension of the case member, a fourth extension that extends toward the inner diameter side, and the third extension Between the part and the 4th extension part, the substantially cylindrical holding member provided with the 5th extension part extended to an inner diameter side, located inside of the said holding member, and toward the outer diameter side between the front end side and the base end side. And a movable member having a sixth extension portion extending and positioned between the fourth extension portion and the fifth extension portion, wherein the case member includes a first member between the second extension portion and the third extension portion. The third extension portion of the holding member, which is supported by the holding member so as to be movable in the cylindrical axial direction of the case member, is disposed on the distal end side end surface of the second extension portion and moves in the cylindrical direction via an elastic body. It is provided with the impact sensor which detects the movement of the said holding member by contacting a base end side end surface, The said holding member interposes a 2nd elastic body between the said 5th extension part and the 6th extension part, The movable member is movably supported in the cylindrical axial direction of the holding member, and the proximal end of the sixth extension is provided at the proximal end of the fourth extended portion. The fluid supply hole which supplies a fluid to a side surface, and moves the said movable member in the direction opposite to the direction of the secondary force of a 2nd elastic body is formed, The 7th extension part extended from the inner diameter side end surface of the said 5th extension part to the front end side is formed. The seventh extension part has a protruding hole in which the engagement ball held between the movable member can protrude to the inner peripheral surface side of the holding member, and the movable member is formed in the second elastic body. The engaging ball is brought into contact with the inner circumferential surface of the movable member opposite to the engaging ball when the distal end side end face of the sixth extension part that is urged comes into contact with the proximal end end face of the fourth extension part. It has an extrusion surface which protrudes to the inner peripheral surface side of the said holding member from the said, and the fluid supplied from the said fluid supply hole makes the said When the 6th extension part is pressed against the bias of the said 2nd elastic body, and the said movable member moved to the said base end side, the said engagement ball moves from the said protruding hole to the inner peripheral surface of the said movable member which opposes the said engagement ball. The groove part which moves and accommodates in the inner peripheral surface side of a member is formed.
전술한 구성에 의하면, 용접 토치 등의 툴을 케이스 부재의 선단측에 위치하는 보지 부재에 삽입해서, 툴의 피결합부와 보지 부재내에 돌출하는 계합 볼과 계합시키는 것에 의해, 툴을 툴 교체 장치에 보지하는 것이 가능하다. According to the above-described configuration, the tool is replaced with a tool by inserting a tool such as a welding torch into a holding member positioned at the front end side of the case member and engaging with the engagement ball protruding into the engaged portion and the holding member of the tool. It is possible to look on.
따라서, 툴 교체 장치에 보지되는 툴은, 로봇 아암의 길이 방향의 축선상에 위치하고, 로봇 아암의 동작의 정확성을 손상시킨다고 하는 문제를 해소할 수 있다. Therefore, the tool held by the tool replacing apparatus can solve the problem that it is located on the longitudinal axis of the robot arm, and impairs the accuracy of the operation of the robot arm.
또한, 상기 구성에 의하면, 케이스 부재와 보지 부재와의 사이에 충격 센서가 배치되어 있기 때문에, 툴이 외부의 부재에 접촉하는 것에 의해, 툴을 보지하는 보지 부재가 기단측으로 이동했을 때에는, 충격 센서를 보지 부재의 이동을 검지함으로써, 툴이 외부의 부재에 접촉한 것을 검지할 수 있다. Moreover, according to the said structure, since the impact sensor is arrange | positioned between a case member and a holding member, when a holding member which hold | maintains a tool moves to the base end side by contacting an external member by a tool, an impact sensor By detecting the movement of the holding member, it is possible to detect that the tool is in contact with an external member.
또한, 툴의 피결합부와 계합 볼 부재가 계합하도록, 가동 부재의 돌출면이 계합 볼 부재를 압압하고 있기 때문에, 전력의 공급이 정지해도 툴을 보지할 수 있고, 또한 툴의 장착 위치가 어긋난다고 하는 문제도 생기지 않는다. 또한, 툴을 분리시킬 때는, 제 2 스프링의 부세력에 저항해서 가동 부재를 유체에 의해 가압하는 것 만으로, 계합 볼 부재가 보지 부재의 외측으로 이동하고, 툴을 분리 가능한 상태로 되기 때문에, 툴의 착탈이 용이하다. In addition, since the protruding surface of the movable member presses the engagement ball member so that the engaged portion of the tool and the engagement ball member engage, the tool can be held even when the power supply is stopped, and the mounting position of the tool is shifted. There is no problem to say. In addition, when the tool is separated, the engagement ball member moves to the outside of the holding member and the tool can be detached by merely pressing the movable member with a fluid against the side force of the second spring. Easily removable.
상기 제 1 및 제 2 발명의 툴 교체 장치에 있어서, 상기 제 1 탄성체와 상기 제 2 탄성체는 스프링이며, 상기 케이스 부재의 원주 방향을 따라서 소정 간격으로 상기 스프링이 배치되도록 해도 좋다. In the tool replacement apparatuses of the first and second inventions, the first elastic body and the second elastic body are springs, and the springs may be arranged at predetermined intervals along the circumferential direction of the case member.
상기 구성에 의한 툴 교체 장치에서는, 스프링이라고 하는 기계적인 힘에 의한 부세력을 이용하여, 툴을 계합할 수 있다. In the tool changer according to the above configuration, the tools can be engaged using the force of the mechanical force such as a spring.
본 발명에 따른 툴 교체 장치에 의하면, 툴의 충돌 등을 검지하는 것이 가능하고, 전력의 공급이 정지해도, 툴을 보지할 수 있고, 또한 툴의 착탈이 용이하며, 툴을 이동시키는 로봇 아암의 동작의 정확성을 높일 수 있다. According to the tool replacement device according to the present invention, it is possible to detect a collision of a tool or the like, and even if the power supply is stopped, the tool can be held, the tool can be easily attached and detached, and the robot arm for moving the tool is provided. The accuracy of the operation can be improved.
다음에 본 발명의 일 실시형태에 따른 툴 교체 장치에 대해서, 도 1 내지 도 7을 참조해서 설명한다. 또한, 도 1은 용접 토치를 보지한 산업용 로봇 장치를 도시하는 측면도이다. 도 2는 툴 교체 장치를 도시하는 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시하는 툴 교체 장치를 A-A 선에 따라 절단한 단면도이다. 도 4는 도 3에 표시된 툴 교체 장치의 프레임(B)의 부분을 확대한 단면 확대도이다. 도 5는 툴 교체 장치에 대하여 용접 토치를 삽입하는 방법을 도시하는 사시도이다. 도 6은 용접 토치와 툴 교체 장치와가 계합하는 과정을 도시하는 확대 단면도이다. 도 7은 보지 부재가 원래의 위치에 복귀하는 과정을 도시한 도면이다. Next, a tool changer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. 1 is a side view which shows the industrial robot apparatus which hold | maintained the welding torch. 2 is a perspective view showing a tool changer. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of the tool replacement device shown in FIG. 2. 4 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the frame B of the tool changer shown in FIG. 3. 5 is a perspective view illustrating a method of inserting a welding torch with respect to a tool changer. 6 is an enlarged cross-sectional view illustrating a process of engaging a welding torch and a tool changer. 7 is a view showing a process in which the holding member returns to its original position.
산업용 로봇 장치(100)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 6축방향으로 자유롭게 이동할 수 있는 로봇 아암(2)의 선단부에 툴 교체 장치(1)가 마련되어 있고, 그 툴 교체 장치(1)에 의해 용접 토치(3)를 보지하고 있다. As shown in FIG. 1, the
로봇 아암(2)은 각 아암의 관절 부위가 도 1에 도시하는 화살표의 방향으로 각각 회동하는 것에 의해, 선단부에 툴 교체 장치(1)를 거쳐서 보지된 용접 토치(3)를 3차원 공간의 소정의 위치로 이동시킬 수 있다. The
또한, 로봇 아암(2)의 내부는 중공으로 형성되어 있고, 용접 와이어나 케이블(4)이 삽통되어 있다. Moreover, the inside of the
툴 교체 장치(1)에 보지되는 용접 토치(3)는 가공하는 대상물에 대하여 아크 용접 등을 실행하는 툴이다. 이 용접 토치(3)에 공급되는 전력, 실드(shield) 가스, 냉각수 및 용접 와이어는 로봇 아암(2)내에 삽통된 케이블(4)을 통해서 공급된다. The
다음에, 툴 교체 장치(1)에 대해서 도 2 내지 도 4를 참조해서 설명한다. Next, the
툴 교체 장치(1)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 기단측이 로봇 아암(2)의 선단측에 장착되고, 선단측에서 기단측에 걸쳐서 장착 구멍(11)이 형성된 원통형의 케이스 부재(10)와, 이 케이스 부재(10)의 내부에 위치한 원통형의 보지 부재(20)와, 케이스 부재(10)와 보지 부재(20)와의 사이에 위치하는 가동 부재(30)를 구비하고 있다. As shown in FIG. 2, the
또한, 보지 부재(20)와 가동 부재(30)와의 사이에는, 보지 부재(20)의 내주면측으로 돌출 가능하도록 계합 볼(29)이 보지되어 있고, 이 계합 볼(29)이 보지 부재(20)의 내주면측으로 돌출하고, 보지 부재(20)에 삽입된 용접 토치(3)의 피결합부와 계합하는 것에 의해, 보지 부재(20)에 용접 토치(3)가 보지되도록 구성되어 있다. Moreover, the
또한, 케이스 부재(10)에는, 보지 부재(20)의 이동을 검지하는 충격 센서(40)(도 3 참조)가 마련되어 있다. 그리고, 케이스 부재(10)는 후술하는 제 1 스프링(26)에 의해 보지 부재(20)를 원통방향으로 이동 가능하게 지지하고, 제 2 스프링(39)에 의해 가동 부재(30)를 원통방향으로 이동 가능하게 지지하고 있다. In addition, the
케이스 부재(10)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 대략 원통형이며, 툴이 삽통 가능한 장착 구멍(11)이 선단측에서 기단측에 걸쳐서 형성되어 있고, 내경측을 향해 연장된 제 1 연장부(12a), 제 2 연장부(12b) 및 제 3 연장부(12c)가 원주 방향을 따라서 형성되어 있다. 또한, 케이스 부재(10)의 기단부에는 로봇 아암(2)의 선단부에 장착되는 플랜지(19)가 형성되어 있다. As shown in FIG. 3, the
제 1 연장부(12a)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 케이스 부재(10)의 선단측에 있어서, 케이스 부재(10)의 내주면이 내경측을 향해 연장된 부위이며, 이 제 1 연장부(12a)의 내경은 후술하는 가동 부재(30)의 선단측의 외경과 대략 동일한 직경으로 형성되어 있다. As shown in FIG. 4, the
또한, 제 1 연장부(12a)의 기단측 단부면에는, 후술하는 가압 에어 공급 구멍(51)이 형성되어 있다. 이 가압 에어 공급 구멍(51)은, 원주 방향으로 연속해서 형성되어 있는 구성, 또는 원주 방향으로 소정의 간격을 두고서 형성되어 있는 구성이라도 좋다.Moreover, the pressurized
제 2 연장부(12b)는, 케이스 부재(10)의 기단측에 있어서, 케이스 부재(10)의 내주면이 내경측을 향해 연장한 부위이며, 원주 방향으로 연속해서 형성된다. 또한, 이 제 2 연장부(12b)의 내경은 보지 부재(20)의 내경보다도 작은 직경으로 형성되어 있다.The
또한, 제 2 연장부(12b)의 선단측 단부면에는, 기단측을 향해서 형성된 홈인 제 1 스프링 깊은 구멍(14)이, 원통축을 중심으로 해서 원주 방향으로 소정의 간격을 두고, 환상적으로 복수 형성되어 있다. 그리고, 제 1 스프링 깊은 구멍(14)에는 제 1 스프링(26)의 일단측이 고정되어 있다. 또한, 실시형태에 따른 제 1 스프링(26)은 코일 스프링을 이용하고 있지만, 판 스프링이라도 좋다. Moreover, the 1st spring
제 3 연장부(12c)는, 케이스 부재(10)의 선단측과 기단측의 사이에 있어서, 케이스 부재(10)의 내주면이 내경측을 향해서 원주 방향으로 연속해서 연장한 부위이며, 이 제 3 연장부(12c)의 내경은 후술하는 보지 부재(20)의 보지부(21)의 외경보다도 크게 형성되어 있다. The
또한, 제 3 연장부(12c)의 선단측 단부면에는, 기단측을 향해서 형성된 홈인 제 2 스프링 깊은 구멍(17)이, 원통축 중심으로 환상적으로 복수 형성되어 있다. 그리고, 복수의 제 2 스프링(39)의 일단측이 제 2 스프링 깊은 구멍(17)에 고정되어 있다. 또한, 실시형태에 따른 제 2 스프링(39)은 코일 스프링을 이용하고 있지만, 판 스프링이라도 좋다. Moreover, the 2nd spring
또한, 제 3 연장부(12c)의 기단측 단부면에는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 원주 방향을 따라서 홈이 형성되어 있다. 그리고, 그 원주 방향에 형성된 홈에, 위치 수정 볼(15a)이, 그 구면을 기단측으로 돌출하는 상태에서 볼 보지 부재(15b)에 보지되도록, 소정 간격을 두고서 배설되어 있다. 그리고, 위치 수정 볼(15a)의 구면은 제 3 연장부(12c)의 기단측 단부면보다도 기단측으로 돌출하도록 형성되어 있다.Moreover, the groove | channel is formed in the base end side end surface of the 3rd
또한, 제 3 연장부(12c)의 기단측 단부면에는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 후술하는 충격 센서(40)를 수용하는 충격 센서 수용 공간(16)이 형성되어 있다. 또한, 충격 센서 수용 공간(16)은 주위 방향으로 등간격으로 4개 형성되어 있고, 각각의 충격 센서 수용 공간(16)마다 충격 센서(40)가 고정된다. 또한, 충격 센서(40)는 대상물에 선단부를 접촉시키는 것에 의해, 대상물의 변위를 검지하는 공지의 센서이다. Moreover, the impact
제 1 연장부(12a)와 제 3 연장부(12c)와의 사이에는, 케이스 부재(10)의 내주면이 외경 방향을 향해서 형성된 홈인 가동 부재 수용 구멍(13a)이 원주 방향을 따라서 형성되어 있다. 이 가동 부재 수용 구멍(13a)의 직경은 후술하는 가동 부재(30)에 형성된 제 5 연장부(31)의 외경과 대략 동일한 직경을 갖도록 형성되어 있다. Between the
제 2 연장부(12b)와 제 3 연장부(12c)와의 사이에는, 외경 방향을 향해서 보지 부재 수용 구멍(13b)이 원주 방향을 따라서 형성되어 있다. 이 보지 부재 수용 구멍(13b)의 기단측의 직경은 후술하는 보지 부재(20)의 제 4 연장부(22)의 외경보다 크게 형성되어 있다. Between the
또한, 보지 부재 수용 구멍(13b)의 선단측은 케이스 부재(10)의 제 3 연장부(12c)에 대하여 비스듬히 형성되어 있는 가이드면(18)이 형성되어 있다. In addition, the front end side of the holding
다음에, 가동 부재(30)에 대해서 설명한다. Next, the
가동 부재(30)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 케이스 부재(10)의 선단측에 삽입되는 원통형의 부재이며, 그 내경은 보지시키는 용접 토치(3)가 삽통 가능하게 되도록, 용접 토치(3)의 피보지 부재의 외경보다도 큰 직경으로 형성되어 있다. As shown in FIG. 4, the
가동 부재(30)에는, 가동 부재 수용 구멍(13a)에 수용되는 제 5 연장부(31)가 원주 방향을 따라서 형성되어 있다. 또한, 케이스 부재(10)의 가동 부재 수용 구멍(13a)의 원통 축방향의 길이는 제 5 연장부(31)의 원통 축방향의 길이보다도 길게 형성되어 있다. 또한, 제 3 연장부(12c)의 선단측에 형성된 홈의 원통 축방향의 길이는 제 5 연장부(31)의 기단측 단부면이 제 3 연장부의 선단측 단부면과 접촉할 수 있는 정도의 길이로 형성되어 있다. 따라서, 가동 부재(30)는 케이스 부재(10)의 원통 축방향으로 접동 가능한 상태에서 케이스 부재(10)에 지지되어 있다. In the
또한, 가동 부재(30)의 제 5 연장부(31)에는, 제 2 스프링 얕은 구멍(32)이 원주 방향을 따라서 소정의 간격으로 형성되어 있고, 일단측이 제 3 연장부(12c)의 선단측 단부면에 형성된 제 2 스프링 깊은 구멍(17)에 고정된 제 2 스프링(39)의 타단측이 고정되어 있다. 또한, 제 2 스프링(39)은, 제 5 연장부(31)의 선단측 단부면이 항상 케이스 부재(10)의 제 1 연장부(12a)의 선단측 단부면에 접촉하는 정도의 부세력이며, 항상 가동 부재(30)를 선단측으로 부세하도록 되어 있다. Moreover, in the
또한, 가동 부재(30)의 내주면 기단측은 기단측으로부터 선단측을 향해서 홈이 형성되어 있다. 이 홈의 원통 축방향의 길이는 가압 에어가 공급되는 것에 의해 가동 부재(30)가 기단측으로 이동하고, 제 5 연장부(31)의 기단측 단부면과 제 3 연장부(12c)의 선단측 단부면이 접촉할 수 있는 정도의 길이이다. Moreover, the groove | channel is formed in the inner peripheral surface base end side of the
또한, 가동 부재(30)에는 가압실(33)이 제 5 연장부(31)의 선단측 단부면에 형성되어 있다. 이 가압실(33)은 제 1 연장부(12a)의 기단측 단부면에 형성된 가압 에어 공급 구멍(51)과, 제 5 연장부의 선단측 단부면이 대향하는 사이의 공간에 형성되어 있다.Moreover, the pressurizing
따라서, 가압실(33)이 형성되어 있기 때문에, 가압 에어 공급 구멍(51)에 공급된 가압 에어가 가압실(33)에 흘러 들어오면, 제 5 연장부(31)가 기단측으로 이동하게 된다. 즉, 가동 부재(30)가 제 2 스프링(39)의 부세력에 저항하고, 기단측으로 이동하는 것으로 된다. Therefore, since the pressurizing
그리고, 가동 부재(30)가 제 2 스프링(39)의 부세력에 저항해서 기단측으로 이동하면, 후술하는 계합 볼(29)은 제지면(36)과 접촉하지 않고, 홈부(34)에 수납되는 것으로 된다. Then, when the
또한, 공급되는 가압 에어는 제 2 스프링(39)에 의해 선단측으로 부세된 가동 부재(30)가 기단측으로 이동할 수 있는 정도이면 좋다. 또한, 가압실(33)로 보내 넣어진 가압 에어가 새지 않도록 하기 위해서, 케이스 부재(10)와 가동 부재(30)와의 사이에는 O링(52)이 장비되어 있다. In addition, the pressurized air supplied may be sufficient to the extent that the
또한, 가동 부재(30)의 내주면에는, 선단측에서 기단측을 향해서 순차로, 홈부(34), 압출면(35), 제지면(36)이 형성되어 있다. Moreover, the
홈부(34)는 가동 부재(30)의 내주면에서 외경을 향해서 원주 방향을 따라서 형성된 홈이다. 제지면(36)은 홈부(34)의 외경 부분보다도 내측에 위치하는 평면이다. 또한, 압출면(35)은 홈부(34)와 제지면(36)과의 사이에 위치하는 경사면이 다. 그리고, 홈부(34)는 후술하는 계합 볼(29)을 수납하고, 계합 볼(29)이 돌출 구멍(23)으로부터 돌출되지 않게 하기 위한 홈이다. 또한, 압출면(35)은 홈부(34)에 위치하는 계합 볼(29)을 돌출 구멍(23)으로 이동시켜서 계합 볼(29)의 일부를 돌출 구멍(23)으로부터 돌출시키기 위한 사면이다. 또한, 제지면(36)은 계합 볼(29)의 일부를 돌출 구멍(23)으로부터 돌출한 상태를 보지하기 위한 평면이다. The
다음에, 보지 부재(20)에 대해서 설명한다. Next, the holding
보지 부재(20)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 대략 원통형의 보지부(21)와, 보지 부재 수용 구멍(13b)에 수용되는 원주 방향을 따라서 형성된 제 4 연장부(22)와, 후술하는 계합 볼(29)이 보지 부재(20)의 내주면측으로 돌출 가능한 구멍인 돌출 구멍(23)을 갖는다. As shown in FIG. 4, the holding
케이스 부재(10)의 보지 부재 수용 구멍(13b)의 직경은 제 4 연장부(22)의 외경보다 크게 형성되어 있는 동시에, 케이스 부재(10)의 제 3 연장부(12c)의 내경은 보지부(21)의 외경보다도 크게 형성되어, 보지 부재(20)가 케이스 부재(10)내에 지지되어 있다. 또한, 보지 부재(20)의 외경보다도 케이스 부재(10)의 내경의 쪽이 크기 때문에, 보지 부재(20)는 케이스 부재(10)내에 있어서 외경 방향(원통 축방향으로 직교하는 방향)으로 이동할 수 있다. The diameter of the holding
보지부(21)는 대략 원통형이며, 그 내측에 툴을 삽통시킬 수 있도록, 내경이 툴의 피보지 부재의 외경과 대략 동일의 직경으로 형성되어 있다. The retaining
또한, 보지부(21)의 외경은, 보지부(21)의 외주면측에 위치하는 제 3 연장부(12c)나 가동 부재(30)의 제지면(36)의 내경보다도 작은 직경이며, 또한 제 4 연 장부(22)의 후술하는 접동면(28)이 보지 부재 수용 구멍(13b)에 형성된 가이드면(18)과 접촉한 상태로 되도록 형성되어 있다. Moreover, the outer diameter of the holding
또한, 제 4 연장부(22)의 기단측 단부면에는, 제 1 스프링 얕은 구멍(25)이 형성되어 있다. 이 제 1 스프링 얕은 구멍(25)에는, 일단측이 케이스 부재(10)의 제 2 연장부(12b)의 제 1 스프링 깊은 구멍(14)에 고정된 제 1 스프링(26)의 타단측이 상기 제 1 스프링(26)을 고정하기 위한 엔지니어 플라스틱을 거쳐서 고정되어 있다. Moreover, the 1st spring
또한, 제 1 스프링(26)은, 제 4 연장부(22)의 선단측 단부면이, 항상 케이스 부재(10)의 제 3 연장부(12c)의 선단측 단부면에 접촉하는 정도의 부세력으로 되어 있다. In addition, the
이것에 의해, 보지 부재(20)는, 케이스 부재(10)내에 마련된 복수의 제 1 스프링(26)에 의해, 항상 원통방향을 따라서 선단측 방향으로 부세되고, 또한 제 4 연장부(22)의 선단측 단부면이 케이스 부재(10)의 제 3 연장부(12c)의 기단측 단부면에 접촉한 상태로 된다. As a result, the holding
또한, 보지 부재(20)가 기단측으로 이동한 후에, 제 1 스프링(26)의 부세력에 의해, 선단측으로 복귀할 때에, 보지 부재(20)가 원통축의 직경 방향으로 어긋나고 있던 경우에는, 제 4 연장부(22)의 접동면(28)이, 케이스 부재(10)의 가이드면(18)에 따라 선단측으로 이동하기 때문에, 보지 부재(20)의 원통축의 직경 방향의 어긋남이 수정된다. In addition, when the holding
또한, 제 1 스프링(26)에 의해 선단측으로 부세된 제 4 연장부(22)의 선단면측에는, 위치 수정 홈(27)이 형성되어 있기 때문에, 이 위치 수정 홈(27)과, 케이스 부재(10)의 제 3 연장부(12c)의 기단측 단부면으로부터 돌출해서 배치되어 있는 위치 수정 볼(15a)이 계합하는 것에 의해, 보지 부재(20)의 원통축의 주위 방향으로 어긋남이 수정된다. Moreover, since the
여기에서, 케이스 부재(10)내의 충격 센서 수용 공간(16)에 수용된 충격 센서(40)는 충격 센서(40)의 선단부가 제 4 연장부(22)의 선단측 단부면을 접촉하도록 장착되어 있다. 따라서, 보지 부재(20)가 보지하는 용접 토치(3)가 외부의 부재와 접촉하고, 보지 부재(20)가 기단측으로 이동했을 경우에는, 충격 센서(40)의 선단부가 보지 부재(20)의 이동을 검지한다. Here, the
또한, 제 4 연장부(22)의 선단측 단부면에는, 경사면인 접동면(28)이 형성되어, 케이스 부재(10)의 가이드면(18)과 접촉하고 있다. Moreover, the sliding
보지부(21)의 돌출 구멍(23)은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 원주 방향을 따라서 소정 간격으로 형성되어 있다. 또한, 돌출 구멍(23)의 상하 방향의 위치는, 제 4 연장부(22)의 선단측 단부면이 케이스 부재(10)의 제 3 연장부(12c)의 기단측 단부면에 접촉하고, 또한 케이스 부재(10)의 제 1 연장부(12a)의 기단측 단부면에, 가동 부재(30)의 제 5 연장부(31)의 선단측 단부면이 접촉한 상태(이하, "상시 상태"라고 한다)에 있어서, 가동 부재(30)의 제지면(36)과 대향하는 위치에 형성되어 있다. As shown in FIG. 4, the protruding
또한, 돌출 구멍(23)은, 보지부(21)의 내주면측으로부터 외주면측으로 향하여 연속해서 확경되도록 관 구멍으로 되어 있지만, 내주면측의 구멍의 직경은 이 돌출 구멍(23)에 삽통되는 계합 볼(29)의 직경보다도 작은 직경이며, 외주측의 구멍의 직경은 계합 볼(29)의 직경보다도 큰 직경으로 형성되어 있다. In addition, although the
계합 볼(29)은 돌출 구멍(23)과 가동 부재(30)의 홈부(34), 압출면(35), 제지면(36)과의 사이에 배치되어 있다. 또한, 계합 볼(29)의 직경은, 보지부(21)의 외주면측에 위치하는 제지면(36)과 접촉한 상태에 있어서, 돌출 구멍(23)에 끼워맞춰지고, 또한 보지부(21)의 내주면측으로 돌출하는 직경으로 형성되어 있다. 또한, 계합 볼(29)의 재료로서는 강재 등의 경질 부재가 예로서 들 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. The
이에 의해, 상시 상태(에어가 공급되지 않고 있는 상태)에 있어서, 보지부(21)내에 삽통된 용접 토치(3)의 피결합부와, 보지부(21)의 내주면측으로 돌출하는 계합 볼(29)이 계합하는 것이 가능해진다. Thereby, in the constant state (state in which air is not supplied), the to-be-engaged part of the
또한, 계합 볼(29)은 가동 부재(30)의 제지면(36)과 접촉하기 때문에, 보지부(21)의 외경 방향으로 이동하는 일이 없고, 계합 볼(29)과 용접 토치(3)의 피결합부와의 계합 상태를 보지하는 것이 가능하다. Moreover, since the
또한, 보지부(21)내에 용접 토치(3)가 삽통되지 않은 상태에 있어서, 돌출 구멍(23)의 내주측의 구멍의 직경이 계합 볼(29)의 직경보다도 작기 때문에, 계합 볼(29)이 보지부(21)의 내주면측으로 탈락하지 않는다. In addition, since the diameter of the hole on the inner circumferential side of the protruding
또한, 가동 부재(30)의 가압실(33)에 가압 에어가 공급되고, 제 2 스프링(39)에 저항해서 가동 부재(30)가 기단측으로 이동했을 경우에는, 보지부(21)에 형성된 돌출 구멍(23)의 외주면측에 가동 부재(30)의 홈부(34)가 위치하기 때문에, 돌출 구멍(23)내에 지지되는 계합 볼(29)이 홈부(34)로 이동하는 것이 가능해진다. 또한, 홈부(34)는 계합 볼(29)이 보지 부재(20)의 돌출 구멍(23)으로부터 보지 부재(20)의 내주면측으로 돌출되어 있는 분량만큼 외경 방향을 향해서 형성된 홈이기 때문에, 홈부(34)내로 이동한 계합 볼(29)은 보지 부재(20)의 내주면측으로 돌출하는 일도 없다. In addition, when pressurized air is supplied to the pressurizing
다음에, 실시형태에 따른 툴 교체 장치(1)를 구비한 산업용 로봇 장치(100)에 용접 토치(3)를 장착하는 순서를 설명한다. Next, the procedure to attach the
또한, 툴 교체 장치(1)는, 툴인 용접 토치(3)를 툴 교체 장치(1)의 선단측의 장착 구멍(11)측으로부터 삽입해 장착하는 타입과, 툴 교체 장치(1)의 기단측의 로봇 아암(2)에 형성된 장착용의 구멍으로부터, 용접 토치(3)를 수용하고, 툴 교체 장치(1)의 기단측으로부터 선단측을 향해서 장착하는 타입이 있다. In addition, the
용접 토치(3)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 툴 교체 장치(1)에 보지되는 대략 원통형의 피보지 부재(7)와, 피보지 부재(7)의 외주 기단측으로부터 선단측을 향해서 형성된 홈부(5)와, 피보지 부재(7)의 외주면의 주위 방향에 형성된 홈인 피계지부(6)와, 피보지 부재(7)의 기단측 단부면으로부터 케이블 송급 장치에 걸쳐서 배선된 케이블(4)을 구비하고 있다. As shown in FIG. 5, the
용접 토치(3)를 툴 교체 장치(1)의 기단측으로부터 선단측을 향해서 장착하는 타입의 경우, 도 5에 도시하는 바와 같이, 용접 토치(3)의 선단측을 로봇 아암(2)내에 형성된 구멍을 향해서 용접 토치(3)를 삽입한다. 그 때, 용접 토치(3)의 홈부(5)를 툴 교체 장치(1)의 내주면측에 형성된 돌출부(24)와 계합하도록 삽입 한다. In the case of the type which mounts the
또한, 용접 토치(3)를 툴 교체 장치(1)의 선단측의 장착 구멍(11)측으로부터 삽입해 장착하는 타입의 경우, 용접 토치(3)는, 송급 장치로부터 케이블(4)을 일단 분리한 상태에서, 용접 토치(3)의 기단측을 툴 교체 장치(1)의 장착 구멍(11)을 향해서 삽입한다. 그 때, 케이블(4)은 로봇 아암(2)내를 삽통시켜서 송급 장치에 접속한다. In addition, in the case of the type which inserts and welds the
다음에, 도 6을 이용하여, 용접 토치(3)의 피보지 부재(7)와 툴 교체 장치(1)의 보지 부재(20)가 계합하는 과정을 설명한다. 여기에서, 도 6에 도시한 도면은, 도 3에 도시하는 툴 교체 장치(1)의 단면도의 프레임(C)으로 둘러싸여진 개소의 확대도이다. Next, with reference to FIG. 6, the process by which the to-
도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이, 가압 에어를 가압실(33)에 공급하지 않고 있는 상태에서는, 계합 볼(29)은 보지 부재(20)의 내주면측으로 돌출하고 있기 때문에, 용접 토치(3)의 피보지 부재(7)가 계합 볼(29)에 간섭하고, 용접 토치(3)를 보지 부재(20)의 내부에 삽입할 수 없다. As shown in FIG. 6A, in the state where the pressurized air is not supplied to the pressurizing
따라서, 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 용접 토치(3)를 삽입하는 때에는, 가압 에어 공급 구멍(51)에 가압 에어를 보내 넣고, 가압실(33)에 가압 에어가 공급되면, 가동 부재(30)의 제 5 연장부(31)가 가압 에어에 의해 기단측으로 압압되고, 제 2 스프링(39)에 저항해서 가동 부재(30)가 기단측으로 이동한다. Therefore, as shown in FIG.6 (b), when inserting the
그리고, 보지 부재(20)내에 삽입된 용접 토치(3)의 피보지 부재(7)에 의해 계합 볼(29)은 보지 부재(20)의 외측으로 압출되어서 홈부(34)내로 이동하기 시작 한다. 또한, 용접 토치(3)의 피보지 부재(7)가 기단측으로 이동하면, 계합 볼(29)은 홈부(34)내에 들어가고, 보지 부재(20)의 내주면으로부터 돌출되지 않은 상태로 되기 때문에, 피보지 부재(7)의 삽입을 방해하지 않는다. Then, the
다음에, 도 6의 (c)에 도시하는 바와 같이, 용접 토치(3)의 피보지 부재(7)가 보지 부재(20)내에 삽입된 상태에서, 가압 에어의 공급을 정지하면, 제 2 스프링(39)이 가동 부재(30)를 선단측으로 부세하기 때문에, 계합 볼(29)은 압출면(35)에 의해 보지 부재(20)의 내주면측을 향해서 압출된다. Next, as shown in FIG. 6C, when the
그리고, 도 6의 (d)에 도시하는 바와 같이, 압출면(35)으로 압출된 계합 볼(29)이 용접 토치(3)의 피보지 부재(7)에 형성된 피계지부(6)내로 돌출하여 계합하는 것에 의해, 보지 부재(20)에 용접 토치(3)가 보지된다. 또한, 계합 볼(29)이 계합하고 있는 상태에 있어서, 계합 볼(29)은 제지면(36)과 접촉하고, 보지 부재(20)의 외주방향으로 이동을 할 수 없게 된다. Then, as shown in FIG. 6D, the
이상의 과정에 의해, 보지 부재(20)내에 용접 토치(3)의 피보지 부재(7)가 보지되고, 용접 토치(3)가 툴 교체 장치(1)에 장착된다. By the above process, the to-
다음에, 용접 토치(3)가 가공 대상물 등 외부의 부재에 접촉하는 상태에 대해서 설명한다. 용접 토치(3)를 보지하는 보지 부재(20)는 접촉시의 충격에 의해 기단측으로 이동하게 된다. Next, the state in which the
이 때, 도 7의 (a)에 도시하는 바와 같이 기단측으로 이동한 보지 부재(20)는 제 1 스프링(26)에 의해 선단측으로 부세된다. At this time, as shown to Fig.7 (a), the holding
또한, 보지 부재(20)는 축방향 뿐만 아니라 직경 방향으로도 이동할 경우가 있다. 도 7의 (b)에 도시한 도면은 보지 부재(20)가 직경 방향으로 어긋난 경우의 도면이다. 이 경우, 보지 부재(20)의 접동면(28)은 케이스 부재(10)의 가이드면(18)과 접촉한다. 그리고, 제 1 스프링(26)에 부세되는 보지 부재(20)는 가이드면(18)에 따라 직경 방향의 어긋남을 수정하면서, 선단측으로 이동한다. In addition, the holding
또한, 가이드면(18)을 따라 원의 위치로 복귀했다고 하여도, 도 7의 (c)에 도시하는 바와 같이, 보지 부재(20)가 주위 방향으로 어긋나 있을 가능성이 있다.Moreover, even if it returns to the original position along the
이 경우, 보지 부재(20)에 형성된 위치 수정 홈(27)의 선단측이, 케이스 부재(10)의 위치 수정 볼(15a)과 접촉한다. 그리고, 위치 수정 홈(27)의 선단측은 구형상인 위치 수정 볼(15a)의 표면을 접동하고, 위치 수정 볼(15a)의 구면이 위치 수정 홈(27)내에 수납된다. 이것에 의해, 도 7의 (d)에 도시하는 바와 같이, 보지 부재(20)는 주위 방향의 위치의 어긋남을 수정하고, 원래의 위치로 복귀할 수 있다. In this case, the front end side of the
또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 충격 센서(40)의 선단부는, 보지 부재(20)의 제 4 연장부(22)에 접촉한 상태에서 장착되어 있기 때문에, 용접 토치(3)가 접촉했을 경우에는, 보지 부재(20)가 기단측으로 이동한 것을 검지한다. 따라서, 충격 센서(40)는 용접 토치(3)가 다른 부재와 불필요한 접촉을 하고 있는 것으로 판단할 수 있다. 그 때문에, 충격 센서(40)의 신호에 의해, 로봇 아암(2)은 동작을 정지할 수 있다. 또한, 충격 센서(40)는 케이스 부재(10)내의 주위 방향에 등간격으로 4개 배치되어 있기 때문에, 4개의 충격 센서(40)가 보지 부재(20)가 어느 방향으로 어느 정도 이동했는지를 검지하는 것에 의해, 케이스 부재(10)내에 있 어서의 보지 부재(20)의 기단측으로의 이동에 추가해서, 보지 부재(20)의 직경 방향과 주위 방향으로의 이동도 검지하는 것도 가능하다. In addition, as shown in FIG. 4, since the front end part of the
또한, 도 6의 (d)에 도시하는 바와 같이, 계합 볼(29)은 가동 부재(30)의 제지면(36)과 접촉하고, 직경 방향으로 이동할 수 없기 때문에 , 용접 작업중에 정전 등에 의해 전력의 공급이 정지했을 경우이라도, 용접 토치(3)가 툴 교체 장치(1)로부터 분리되는 일이 없다. In addition, as shown in FIG. 6D, the
이상, 설명한 바와 같이, 실시형태에 따른 툴 교체 장치에 의하면, 용접 토치 등의 툴을 툴 교체 장치내에 보지할 수 있기 때문에, 로봇 아암의 길이 방향의 축상에 위치하고, 로봇 아암의 동작의 정확성을 손상한다고 하는 문제를 해소할 수 있다. 또한, 보지 부재에 보지된 툴은 가압 에어를 공급하지 않는 한 분리되지 않기 때문에, 전력의 공급이 정지해도 툴이 툴 교체 장치(1)로부터 분리되는 일이 없다. As described above, according to the tool replacement device according to the embodiment, since a tool such as a welding torch can be held in the tool replacement device, it is located on the axis of the robot arm in the longitudinal direction, thereby impairing the accuracy of the operation of the robot arm. We can solve the problem that we say. In addition, since the tool held by the holding member is not separated unless the pressurized air is supplied, the tool is not separated from the
그 외, 본 발명의 변형예로서, 도 8에 도시하는 바와 같이, 툴 교체 장치(101)를 들 수 있다. 툴 교체 장치(101)와 툴 교체 장치(1)와의 상이한 점은, 전술한 툴 교체 장치(1)에서는, 케이스 부재(10)의 내측에 보지 부재(20)가 배치되어 있지만, 도 8에 도시하는 변형예에서는, 케이스 부재(110)의 외측에 보지 부재(120)가 배치되고, 그 보지 부재(120)의 내측에 가동 부재(130)를 설치할 수 있는 동시에, 가압 에어 공급 구멍(151)이 형성되어 있는 점이 상이하다. In addition, as a modification of this invention, as shown in FIG. 8, the
케이스 부재(110)는 원통형이며, 그 원통형의 외주면의 선단측과 기단측에는 외경 방향으로 연장한 제 1 연장부(111)와 제 2 연장부(112)가 형성되어 있다. The
그리고, 보지 부재(120)의 기단측에는 내경측으로 연장한 제 3 연장부(121)가 형성되고, 그 제 3 연장부(121)는 케이스 부재(110)의 외주면측에 형성된 제 1 연장부(111)와 제 2 연장부(112)와의 사이에 위치하고 있다. In addition, a
또한, 보지 부재(120)의 선단측에는 내경측으로 연장하는 제 4 연장부(122)가 형성되고, 그 제 4 연장부(122)와 기단측에 형성된 제 3 연장부(121)와의 사이에 내경측으로 연장한 제 5 연장부(123)가 형성되어 있다. In addition, a
가동 부재(130)는, 외경 방향으로 연장한 제 6 연장부(131)가 형성되고, 보지 부재(120)의 제 4 연장부(122)와 제 5 연장부(123)와의 사이에 위치하고 있다. The
케이스 부재(110)의 제 2 연장부(112)의 선단측 단부면과 보지 부재(120)의 제 3 연장부(121)의 기단측 단부면과의 사이에 제 1 스프링(126)이 배치되어 있다. 제 1 스프링(126)이 움직이기 용이하게 되고, 툴 교체 장치(101)가 물체에 충돌하고 나서 멈출때까지의 타성(惰性)의 힘을 분산시키기 쉽게 한다. The
또한, 보지 부재(120)의 제 5 연장부(123)의 선단측 단부면과 가동 부재(130)의 제 6 연장부(131)의 기단측 단부면과의 사이에는 제 2 스프링(139)이 배설되고, 가동 부재(130)가 보지 부재(120)의 내측에서 원통 축방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 또한, 보지 부재(120)의 제 4 연장부(122)의 기단측 단부면에는 가압 에어 공급 구멍(151)이 형성되어 있다. Further, a
또한, 보지 부재(120)의 제 5 연장부(123)의 내경측 단부면에는 선단측으로 연합부와 계합하는 계합 볼(129)이 지지되어 있다. 또한, 가동 부재(130)는, 그 내주면측에 계합 볼(129)을 수납하는 홈부(134), 계합 볼(129)을 보지 부재(120)의 내주면측으로 돌출시키기 위한 압출면(135)과, 계합 볼(129)이 보지 부재(120)의 내주면측으로 돌출한 상태를 보지하기 위한 제지면(136)이 형성되어 있다. Moreover, the
또한, 도시하지 않지만, 충격 센서는, 케이스 부재(110)의 제 2 연장부(112)의 선단측 단부면과 보지 부재(120)와의 사이에 배치된다. 이것에 의해, 도시하지 않는 충격 센서가 보지 부재(120)의 이동을 검지하면, 보지 부재(120)가 보지하는 용접 토치(3)가 접촉한 것을 판단할 수 있다. In addition, although not shown, the impact sensor is arrange | positioned between the front end side end surface of the 2nd
도 1은 실시형태에 따른 툴 교체 장치를 구비한 산업용 로봇 장치의 전체를 도시하는 측면도,BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The side view which shows the whole of the industrial robot apparatus provided with the tool replacement apparatus which concerns on embodiment.
도 2는 실시형태에 따른 툴 교체 장치의 전체를 도시하는 사시도, 2 is a perspective view showing an entire tool changing apparatus according to the embodiment;
도 3은 도 2에 도시하는 툴 교체 장치를 A-A 선에 따라 절단한 단면도,3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of the tool replacement device shown in FIG. 2;
도 4는 도 3에 표시된 툴 교체 장치의 프레임(B)의 부분을 확대한 단면 확대 도,4 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the frame B of the tool changer shown in FIG. 3, FIG.
도 5는 툴 교체 장치에 대하여 용접 토치를 삽입하는 방법을 도시하는 사시도.5 is a perspective view illustrating a method of inserting a welding torch with respect to a tool changer.
도 6은 용접 토치의 피보지 부재와 보지 부재와의 계합 과정을 도시하는 확대 단면도,6 is an enlarged cross sectional view showing a process of engaging a held member and a held member of a welding torch;
도 7은 보지 부재가 원래의 위치로 복귀하는 과정을 도시한 도면,7 is a view showing a process in which the holding member returns to its original position;
도 8은 변형예에 따른 툴 교체 장치의 단면을 도시하는 단면도. 8 is a cross-sectional view illustrating a cross section of a tool changer according to a modification.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 툴 교체 장치 2 : 로봇 아암1: Tool change device 2: Robot arm
3 : 용접 토치 10 : 케이스 부재3: welding torch 10: case member
16 : 충격 센서 수용 공간 18 : 가이드면16: shock sensor receiving space 18: guide surface
20 : 보지 부재 26 : 제 1 스프링20: holding member 26: first spring
27 : 위치 수정 홈 29 : 계합 홀27: position correction groove 29: engagement hole
30 : 가동 부재 34 : 홈부30: movable member 34: groove portion
35 : 압출면 36 : 제지면35: extruded surface 36: papermaking
39 : 제 2 스프링 51 : 가압 에어 공급 구멍39: second spring 51: pressurized air supply hole
100 : 산업용 로봇 장치100: industrial robot device
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KR19990062048A (en) * | 1997-12-31 | 1999-07-26 | 이종수 | Component transfer device |
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KR101769138B1 (en) * | 2016-09-29 | 2017-08-17 | 엘아이지넥스원 주식회사 | Hydraulic gripping system |
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