KR200325243Y1

KR200325243Y1 - 다관절 로봇의 공구 자동교환장치

Info

Publication number: KR200325243Y1
Application number: KR20-2003-0015176U
Authority: KR
Inventors: 김광석
Original assignee: 지이티 주식회사
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2003-09-02

Abstract

본 고안은 다관절 로봇의 핸드(hand) 선단에 장착되는 공구 자동교환장치(A.T.C Device)에 관한 것으로, 구동원으로 회전토크가 우수한 에어모터(Air motor)를 채용하여 작업에 필요한 충분한 회전력(회전토크)을 얻도록 하고, 공구가 결합되는 콜렉터 척은 공압 피스톤과 복귀 스프링에 의해 전ㆍ후진 출몰하면서 공구를 압지하거나 또는 공구의 압지상태를 해제하도록 하고, 피 연마물로 삽입되는 공구의 삽입각도를 줄여 피연마물의 작업공간이 깊거나 좁은 경우에도 원할한 작업이 이루어지도록 한 것이다.

Description

다관절 로봇의 공구 자동교환장치{Tool auto change device by multi-joint robot}

본 고안은 다관절 로봇의 핸드 선단에 장착되는 각종 공구(tool)를 자동으로 신속히 교환할 수 있는 공구 자동교환장치(Auto Tool Change Device)에 관한 것으로, 특히 공구 자동교환장치의 구동원으로 회전토크가 우수한 에어모터(Air motor)를 채용하여 작업에 필요한 충분한 회전력(회전토크)을 얻도록 하고, 공구가 장착되는 콜렉터 척은 공압 피스톤과 복귀 스프링에 의해 출몰하면서 공구를 압지하거나 또는 공구의 압지상태를 해제하도록 하고, 피 연마물로 삽입되는 공구의 삽입각도를 줄여 피연마물의 작업공간이 깊거나 좁은 경우에도 원할한 작업이 이루어질 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 금형의 특정 부분이나 용접된 부분등에 실시하는 연마작업과 같이 회전공구를 이용하는 사상 작업들은 단순하고 지루할 뿐 아니라, 작업시간이 장시간 소요되고 작업환경이 열악하여 대부분의 작업자들이 기피하고 있으며, 이러한 추세를 반영하여 로봇 제어기에 의해 동작하는 다관절 로봇의 핸드 선단에 공구어댑터와 공구를 장착시켜 이러한 기피작업들을 무인 자동화하고 있다.

그리고, 작업중 공구가 마모되거나, 또는 공구의 사양이 바뀌거나, 또는 다른 종류의 공구가 필요한 경우에는 공구를 교체(교환)하는 작업이 수반되며, 이들 공구가 교체되는 기간동안은 작업이 중단되고 생산성이 떨어지므로 공구를 자동으로 신속히 교체할 필요가 있다.

도 1은 산업용 다관절 로봇(A)을 이용한 사용 상태 예시 도면으로, 다관절 로봇(A)의 핸드(B) 부분 선단에 구동원과 스핀들을 갖는 공구 자동교환장치(C)가 장착수단(F)으로 설치되고, 상기 공구 자동교환장치(C)의 스핀들 선단에는 작업용도 및 작업상태에 알맞는 공구(D)가 장착된다.

예컨데, 씽크대와 같은 통체(E)의 용접부분(모서리 부분)을 연마하는 경우, 공구 자동교환장치(C)의 스핀들 선단에 도 2와 같이 봉체(7a)(8a)를 갖는 연마숯돌(7)이나 연마포(8)를 교환 장착시키면서 작업하게된다. 상기 연마숯돌(7)이나 연마포(8)는 연마정도나 연마상태에 따라 거칠기 및/또는 직경이나 형상이 상이한 것으로 수시 교체하면서 작업하게된다.

한편, 종래 공구 자동교환장치(C)는 고가의 스핀들과, 스핀들 선단에 장착되는 회전공구 전부를 수동으로 교체하고 있으므로 전체 비용이 많이 소요될 뿐 아니라, 작업자가 이들 스핀들과 회전공구를 수동으로 직접 교체하는 방식이므로 신속성과 정확도가 떨어져 작업능률이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 구동원으로 교류모터를 사용하여 회전수가 22,000 ~ 30,000RPM으로 비교적 높기는 하지만 작은 부하에도 회전토크가 70% 전ㆍ후로 크게 떨어져 원할한 작업을 기대할 수 없는 문제점이 있으며, 아울러 스핀들 선단에 공구가 바로 장착되는 구조이므로 일부 공구만 사용할 수 있어서 호환성이 떨어질 뿐 아니라, 장착된 공구를 피 연마물에 삽입할 수 있는 각도(θ1)가 30°이상으로 큰 편이어서 피연마물의 작업공간이 깊거나 좁은 경우 작업이 어렵거나 불가능한 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 다관절 로봇의 핸드(hand) 부분 선단에 장착되는 공구 자동교환장치(Auto Tool Change Device)의 구동원으로 교류모터에 비하여 회전수는 다소 떨어지지만 회전토크가 우수한 에어모터(Air Motor)를 채용함으로서 작업에 필요한 충분한 회전력(Treque)을 얻도록 하고, 공구가 결합되는 콜렉터 척은 공압 피스톤과 복귀 스프링에 의해 출몰하면서 공구를 압지하거나 공구의 압지상태를 해제하도록 구성하여 공구의 신속한 자동교체를 달성하도록 함을 목적으로 한다.

또한, 공구 자동교환장치의 선단 외경을 축소시켜 피 연마물로 삽입되는 공구의 삽입각도(θ2)가 15°전ㆍ후로 크게 감소되게 함으로서 피연마물의 작업공간이 깊거나 좁은 경우에도 원할한 작업이 이루어질 수 있도록 함을 목적으로 한다.

그리고, 본 고안은 공구 자동교환장치의 구동원으로 회전토크가 우수한 에어모터를 사용함으로써 작업이 중단되는 등의 문제점이 해소되고, 공기압과 복귀 스프링을 이용하여 수동으로 이루어지던 공구교환을 자동으로 신속 정확히 교체할 수 있으므로 공구 교체시간이 대폭 단축되어 작업효율이 향상되고 무인화 작업이 가능하며, 종래의 일부 공구자동교환장치 처럼 스핀들을 포함한 전체 공구를 교환하는 구조적인 문제와 비용등이 절감된다.

도 1 : 다관절 로봇의 핸드 선단에 종래 공구 자동교환장치가 장착된 상태의 측면도.

도 2 : 공구 자동교환장치에 장착되는 공구의 예시도.

도 3 : 다관절 로봇의 핸드 선단에 본 고안 공구 자동교환장치가 장착된 상태의 측면도.

도 4 : 콜렉터 척이 몰입된 상태의 본 고안 공구 자동교환장치 단면도.

도 5 : 콜렉터 척이 돌출된 상태의 본 고안 공구 자동교환장치 단면도.

도 6 : 본 고안 공구 자동교환장치의 콜렉터 척 부분 정면도.

도 7 : 본 고안 도 6의 다른 실시 예 정면도.

도 8 : 본 고안 공구 자동교환장치의 스핀들 부분 외관 사시도.

도 9 : 본 고안 공구 자동교환장치의 콜렉터 척 부분 사시도.

도 10 : 본 고안에서 엔드커버 부분 절개 사시도.

도 11 : 본 고안에서 피스톤과 스프링 탄지링의 부분 절개 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(A)--다관절 로봇 (B)--다관절 로봇의 핸드

(1)--공구 자동교환장치 (3)--체결공

(4)--에어모터 (4a)--에어모터 회전축

(5)--스핀들 (5a)--스핀들 개방홈

(5b)--스핀들 축부 (5c)(44a)--단턱부

(6)--콜렉터 척 (6a)--콜렉터 척의 선단부

(6b)--콜렉터 척의 후단부 (7)(8)--공구

(7a)(8a)--공구의 봉체 (9)--하우징

(10)--체결수단 (10a)--체결홈

(11)--커플링 (12)--수납실

(13)--통기로 (14)--결합홈

(15)--핀 (16)--장공

(17)--피스톤 (17a)(24a)(37b)(44b)--중공부

(17b)--돌출링 (17c)--스프링 지지부

(18)(19)--복귀 스프링 (20)(41)(44)--스프링 지지링

(21)(38)(39)--축 베어링 (22)--절개홈

(23)(31)(32)--경사면 (24)--보조 하우징

(24c)--나공 (26)--돌출링

(27)--피스톤실 (28)(29)--오링

(30)--급기구 (33)(34)(40)(24b)(36a)(37a)(37c)--나사부

(35)--협지부 (36)--엔드캡

(36b)--홀 (37)--엔드커버

(37b)--경사부 (42)(43)--핀홀

(45)--무두볼트 (46)(47)(48)(49)--링 스페이스

(k)--키홈 (θ1)(θ2)--삽입각도

본 고안을 설명함에 있어, 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 동일한 부호로 기재하고, 관련된 공지구성이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 고안의 요지가 모호해지지 않도록 하기 위하여 생략하도록 한다.

이하 본 고안의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 다관절 로봇(A)의 핸드(B) 선단에 본 고안 공구 자동교환장치(1)가 장착된 상태의 측면도이고, 도 4, 도 5는 본 고안 공구 자동교환장치(1)의 콜렉터 척(6)이 몰입되거나 돌출된 상태의 단면도이다.

본 고안 공구 자동교환장치(1)는 앞서 기술한 것처럼 다관절 로봇(A)의 핸드(B) 부분 선단에 장착수단(F)으로 장착 설치된다. 그리고, 공구 자동교환장치(1)는 하우징(9)의 후단에 설치되는 에어모터(4)와, 상기 에어모터(4)에 의해 회전하는 스핀들(5)과, 상기 스핀들(5) 내부에서 이동할 수 있게 설치되는 콜렉터 척(6)과, 상기 콜렉터 척(6)을 전진시키는 피스톤(17)과, 콜렉터 척(6)을 원복시키는 복귀 스프링(18)(19)과, 피스톤(17)과 피스톤실(27) 사이의 기밀상태를 유지하는 오링(29)과, 스프링(18)과 스핀들(5)의 선단을 지지하는 엔드커버(37)와, 스핀들(5)의 선후단을 지지하는 축베어링(21)(38)(39)과, 축베어링(21)(38)(39)의 위치를 세팅하는 복수의 링스페이스(46)(47)(48)(49)와, 축베어링(21)(38)(39)과 복수 링스페이스(46)(47)(48)(49)의 위치 이탈을 방지하는 엔드캡(36)으로 구성된다.

그리고, 스핀들(5) 후단에 형성되는 축부(5b)와 커플링(11)은 키(k) 결합되고, 에어모터(4)의 회전축(4a)과 커플링(11)은 스플라인 등의 구조로 축 결합된다. 따라서 에어모터(4)의 회전력이 스핀들(5)과 콜렉터 척(6)으로 고스란히 전달되고 콜렉터 척(6)에 장착된 공구가 회전할 수 있게된다.

그리고, 커플링(11)이 위치하는 수납실(12)에는 하우징(9)을 통하여 외부와 연결되는 통기로(13)가 형성된다. 상기 통기로(13)는 회전축(4a)과 커플링(11)의 회전에 의해 수납실(12)에서 발생되는 와류성 공기 등이 수납실(12)의 내ㆍ외부로 입/출입하게 된다.

스핀들(5) 내부에 형성되는 개방홈(5a)에는 콜렉터 척(6)이 길이방향으로 이동할 수 있게 결합된다. 상기 개방홈(5a)은 스핀들(5)의 길이방향으로 형성되며, 콜렉터 척(6)을 결합할 수 있게 선단으로 개방된 구조이다.

그리고, 개방홈(5a)의 선단 내주면에는 바깥으로 향 할수록 점차적으로 확개되는 경사면(31)이 빙둘러 형성되며, 콜렉터 척(6)의 선단 외주면에도 끝부분으로 향 할수록 그 외경이 점차적으로 커지는 경사면(32)이 빙둘러 형성된다.

상기 경사면(31)(32)들은 평소에는 복귀 스프링((18)(19)에 의해 면접촉하면서 협지부(35)가 오무려지게 되지만, 피스톤(17)에 의해 콜렉터 척(6)이 돌출되는 경우, 면접촉(31)(32) 하지 않게 되므로 오무려져 있던 콜렉터 척(6)이 벌어지게 지게된다.

그리고, 콜렉터 척(6)의 내부 선단에는 공구(7)(8)의 봉체(7a)(8a) 부분이 끼워지는 공구 결합홈(14)이 형성된다. 상기 공구 결합홈(14) 역시 공구가 삽입될수 있게 콜렉터 척(6)의 길이방향으로 형성되고 그 선단은 개방된 구조이다.

상기 콜렉터 척(6)은 일체형으로 가공할 수 있지만, 일체 가공이 어려운 경우 도 9와 같이 암수 나사부(33)(34)가 각각 형성된 선.후단부(6a)(6b)로 양분한 다음 체결하는 방법으로 결합할 수 있다.

그리고, 콜렉터 척(5)의 선단부(6a)에는 3개 내지 6개의 절개홈(22)과, 협지부(35)가 등간격으로 형성된다. 도 6은 상기 절개홈(22)과 협지부(35)를 3개씩 형성한 예시도이며, 도 7은 상기 절개홈(22)과 협지부(35)를 3개씩 형성한 예시도이다.

상기 절개홈(22)은 콜렉터 척(6)의 길이방향으로 길게 형성되어 협지부(35)에 탄성력(탄지력)이 부여되며, 따라서 콜렉터 척(6)이 출/몰하면 경사면(31)(32)의 상호작용에 의해 협지부(35)가 오무려지거나 또는 벌어진 상태로 복귀하면서 공구 봉체(7a)(8a)가 협지되거나, 공구 봉체(7a)(8a)의 협지상태가 해제된다.

하우징(9)과 하우징(9) 선단부에 체결되는 보조 하우징(24) 사이에는 오링(25)이 결합되어 기밀이 유지되며, 하우징(9) 내부의 돌출링(26)과 보조 하우징(24) 사이에는 피스톤실(27)이 형성된다.

상기 피스톤실(27)에 설치되는 피스톤(17)의 내ㆍ외주면에는 요입홈이 빙둘러 형성된다. 그리고 상기 요입홈에는 보조 하우징(24)의 내주면과 돌출링(26)의 외주면에 각각 접하는 각각의 오링(28)(29)이 결합되어 피스톤실(27)의 기밀이 유지되며, 피스톤(17)의 중공(17a)은 오링(28)에 의해 돌출링(26)의 외주면에 기밀유지되게 결합된다. 상기 하우징(9)과 보조 하우징(24) 등은 대체로 원통형이다.

그리고, 하우징(9)에 형성된 체결공(3)과 피스톤실(27) 사이에는 급기구(30)가 형성되어 피스톤실(27)로 압축공기를 공급하게된다. 상기 체결공(3)에는 도시안된 에어호스가 체결수단으로 체결되고, 체결된 에어호스로는 솔레노이드 밸브와 같은 압축공기제어수단 및 압축공기공급원이 연결되고, 상기 압축공기제어수단은 제어기에 의해 제어된다.

그리고, 스핀들(5)의 선단 외주면에 형성되는 나사부(40)에는 스프링 지지링(41)이 체결되고, 스핀들(5)의 후단 외주면에 핀홀(42)이 형성된 스프링 지지링(20)이 결합된다.

상기 핀홀(42)은 지지링(20)의 상하로 형성되며, 스핀들(5)에 상하로 형성된 장공(16)과 콜렉터 척(5)의 상하로 형성된 핀홀(43)과 상기 핀홀(42)을 일치시킨 다음 핀(15)으로 끼워 결합하고, 지지링(20)(41) 사이에는 탄발 스프링(19)을 설치하여 일측 지지링(20)이 탄지되도록 한다.

따라서, 평소에는 탄발 스프링에 의해 콜렉터 척(5)이 후진 이동하면서 도 4와 같이 콜렉터 척(5)의 경사면(32)과 스핀들(5)의 경사면(31)이 서로 접하게되며, 경사면의 경사작용에 절개홈(22)을 갖는 협지부(35)가 오무려지면서 결합홈(14)에 끼워진 공구의 봉체(7a)(8a)가 견고히 협지된다.

상기 핀(15)은 스프링(19)에 의해 지지링(20)이 화살표 방향(도 4)으로 탄발되므로 장공(16)과 핀홀(42)(43)로 부터의 분리가 방지된다.

상기 핀(15)은 내부에 설치된 탄발 스프링(18)(19)에 의해 평소에는 후진하여 있지만 공구교환을 위하여 콜렉터 척(6)의 전진이 필요한 경우, 공기압에 의해피스톤(17)이 전진하면 지지링(20)이 전진하게되며, 상기 지지링(20)에 결합된 핀(15) 역시 장공(16)을 따라 전진하면서 콜렉터 척(6)을 전진시키게 되는 구성이다.

그리고, 스핀들(5)에 형성된 장공(16)은 스핀들(5)의 길이방향으로 길쭉하게 형성된다. 상기 장공(16)의 길이는 콜렉터 척(6)이 공구를 협지하거나 공구의 협지상태를 해제하기 위하여 길이방향으로 이동하는데 방해되지 않는 정도이면 만족한다.

즉, 급기구(30)을 통하여 피스톤실(27)로 공기압력이 전달되면 피스톤(17)의 전진에 의해 지지링(20)과 핀(15)이 장공(16)을 따라 전진하게 되므로 스핀들(5)은 전진하지 않지만 스핀들(5)에 결합된 콜렉터 척(6)은 도 5와 같이 전진하면서 오무려져 있던 협지부(35)가 벌어질 수 있도록 구성하여 공구의 협지상태가 해제될 수 있도록 한다.

반대로, 피스톤실(27)으로 공급되던 공기압력이 제거되면 스프링(18)(19)의 탄발작용에 의해 지지링(20)과 핀(15)이 장공(16)을 따라 후진하게 되므로 스핀들(5)은 후진하지 않지만 스핀들(5)에 결합된 콜렉터 척(6)은 도 4와 같이 후진하면서 벌어져 있던 협지부(35)가 오무려지게 되므로 공구가 견고하게 협지된다.

상기 피스톤(17)의 선단부에는 보조하우징(24)의 중공부(24a)로 드나드는 돌출링(17b)이 연장 형성되고, 상기 돌출링(17b)의 외주면에는 외경이 축소된 스프링 지지부(17c)가 빙둘러 형성된다.

그리고, 보조하우징(24)의 중공부(24a)에는 단턱부(44a)와 중공부(44b)를 갖는 또 다른 스프링 지지링(44)이 결합되고, 상기 지지부(17c)와 단턱부(44a) 사이에는 탄발 스프링(18)이 결합된다. 따라서, 피스톤실(27)로 공기압 공급이 중단되면 상기 스프링(18)의 탄발력에 의해 피스톤(17)이 후진 복귀된다.

그리고, 보조 하우징(24)의 선단 내주면에 형성된 나사부(24b)에는 엔드커버(37)의 외주면에 형성된 나사부(37a)가 체결됨으로써 상기 스프링 지지링(44)의 후단이 지지되며, 보조 하우징(24)에 형성된 복수의 나공(24c)에는 무두볼트(45)가 체결되어 엔드커버(37)의 이완이 방지된다.

그리고, 엔드커버(37)에 형성된 중공부(37b)와 스핀들(5)의 외주 단턱부(5c) 에는 축 베어링(38)(39)과 복수의 링 스페이스(46)(47)(48)(49)가 결합되어 스핀들(5)의 선단이 지지되며, 스핀들(5)의 최선단은 엔드커버(37)의 중공부(37b)를 통하여 외부로 약간 돌출된다.

그리고, 엔드커버(37)의 선단 외주면에는 경사부(37d)가 형성되어 있고, 본 고안 공구 자동교환장치(1)의 전체 외경이 축소되어, 피 연마물로 삽입되는 삽입각도(θ2)가 15°전후로 대폭 감소된다. 따라서, 피연마물의 작업공간이 종래 보다 깊거나 종래 보다 좁은 경우에도 작업이 가능해진다.

상기 엔드커버(37)의 선단 내주면에 형성된 나사부(37c)에는 엔드캡(36)의 외주면에 형성된 나사부(36a)가 체결되어 축 베어링(38)(39)과 복수의 링 스페이스(46)(47)(48)(49)의 위치 이탈이 방지되며, 엔드캡(36)의 중공부(36)에는 스핀들(5)의 선단 외주면에 접촉하지 않도록 위치한다.

그리고, 엔드캡(36)의 전면에 형성된 복수의 홀(36b)과, 스핀들(5)의 선단외면에 형성된 평면부(5d)와, 협지부(35)에 형성된 평면부(35a)는 이들 부품들을 조립할 때 체결공구를 결합하기 위한 부분들이다.

이상과 같이 설명한 본 고안은 본 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하며, 이는 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.

이상과 같이 본 고안은 다관절 로봇에 장착되는 공구 자동교환장치의 구동원으로 회전토크가 우수한 에어모터를 사용함으로써 작업이 중단되는 등의 문제점이 해소되고, 공기압과 복귀 스프링을 이용하여 수동으로 이루어지던 공구교환을 자동으로 신속히 교체할 수 있으므로 공구 교체시간이 단축되어 작업효율이 향상되며, 종래의 일부 공구 자동교환장치 처럼 스핀들을 포함한 전체 공구를 교환하는 구조적인 문제와 그 부대비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 공구 자동교환장치의 선단 외경이 종래보다 크게 축소되어 피 연마물로 삽입되는 공구의 삽입각도(θ2)가 15°전ㆍ후로 크게 줄어 들어 피연마물의 작업공간이 깊거나 좁은 경우에도 원할한 작업이 이루어질 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims

다관절 로봇(A)의 핸드 선단에 장착되는 공구 자동교환장치를 구성함에 있어서 ; 하우징(9)의 후단에 설치되는 에어모터(4)와, 상기 에어모터(4)에 의해 회전하는 스핀들(5)과, 상기 스핀들(5)의 개방홈(5a)에 이동할 수 있도록 설치되는 콜렉터 척(6)과, 상기 콜렉터 척(6)을 전진시키는 피스톤(17) 및 피스톤실(27)과, 콜렉터 척(6)을 원복시키는 복귀 스프링(18)(19)과, 피스톤실(27)의 기밀을 유지하는 오링(28)(29)과, 스프링(18)과 스핀들(5)의 선단을 지지하는 엔드커버(37)와, 스핀들(5)의 선후단을 지지하는 축베어링(21)(38)(39)과, 축베어링(21)(38)(39)의 위치를 세팅하는 복수의 링스페이스(46)(47)(48)(49)와, 축베어링(21)(38)(39)과 복수 링스페이스(46)(47)(48)(49)의 위치 이탈을 방지하는 엔드캡(36)으로 구성하여서 된 다관절 로봇의 공구 자동교환장치.
청구항 1에 있어서 ; 콜렉터 척(6)의 선단부에 공구 결합홈(14)과 복수의 절개홈(22)과 복수의 협지부(35)을 형성하고, 개방홈(5a)의 선단 내주면과 콜렉터 척(6)의 선단 외주면 경사면(31)(32)을 각각 형성하여서 된 다관절 로봇의 공구 자동교환장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서 ; 에어모터(4)와 스핀들(5)은 커플링(11)으로 축연결하고, 커플링(11)이 위치하는 수납실(12)에는 하우징(9) 외부와 연결되는 통기로(13)를 형성하여서 된 다관절 로봇의 공구 자동교환장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서 ; 스핀들(5) 외주면에 스프링 지지링(41)을 체결하고, 스핀들(5)의 후단 외주면에 핀홀(42)이 형성된 스프링 지지링(20)을 결합하고, 스핀들(5)에 형성된 장공(16)과 콜렉터 척(5)에 형성된 핀홀(43)과 상기 핀홀(42)을 일치시켜 핀(15)으로 결합하고, 지지링(20)(41) 사이에는 탄발 스프링(19)을 설치하여서 된 다관절 로봇의 공구 자동교환장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서 ; 피스톤(17)의 선단부에 보조하우징(24)의 중공부(24a)로 드나드는 돌출링(17b)을 연장 형성하고, 상기 돌출링(17b)의 외주면에 외경이 축소된 스프링 지지부(17c)를 형성하고, 보조하우징(24)의 중공부(24a)에 단턱부(44a)와 중공(44b)을 갖는 스프링 지지링(44)을 결합하고, 상기 지지부(17c)와 단턱부(44a) 사이에 탄발 스프링(18)을 결합하여서 된 다관절 로봇의 공구 자동교환장치.