KR20240019069A - tool changer - Google Patents
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Abstract
본 발명의 하나의 실시형태에 관한 툴 교환장치는, 로봇암에 부착되는 마스터 플레이트와, 이 마스터 플레이트에 착탈 가능하게 장착되며 툴이 부착되는 툴 플레이트를 구비하는 툴 교환장치로서, 상기 마스터 플레이트 및 상기 툴 플레이트 중에서, 일방의 플레이트가 일방의 면에 삽입오목부를 구비하고, 타방의 플레이트가 상기 일방의 플레이트에 착탈 가능하며 연결상태에서 상기 삽입오목부에 삽입되는 기둥모양부를 구비하고 있고, 상기 일방의 플레이트 및 상기 타방의 플레이트의 연결상태를 유지하는 스프링 부재를 더 구비하고, 상기 기둥모양부가 그 측면에, 상기 기둥모양부의 정상부의 측면보다 중심축방향으로 오목하게 들어가고, 연결상태에서 상기 스프링 부재가 결합하는 노치를 구비하고, 상기 스프링 부재가 연결상태에서 상기 기둥모양부를 그 중심축방향으로 가압한다.A tool exchange device according to one embodiment of the present invention is a tool exchange device including a master plate attached to a robot arm and a tool plate to which a tool is attached and detachably mounted on the master plate, the master plate and Among the tool plates, one plate has an insertion concave portion on one surface, and the other plate has a column-shaped portion that is detachable from the one plate and is inserted into the insertion concave portion in a connected state, and the one plate has a column-shaped portion that is inserted into the insertion concave portion in a connected state. further comprising a spring member that maintains the connected state of the plate and the other plate, wherein the column-shaped portion is recessed in a side of the column-shaped portion in the central axis direction more than the side surface of the top of the column-shaped portion, and in the connected state, the spring member It is provided with a notch that engages, and the spring member presses the column-shaped portion in the direction of its central axis in the connected state.
Description
본 발명은 툴 교환장치(tool 交換裝置)에 관한 것이다.The present invention relates to a tool changing device.
공장 등의 공업설비에서 사용되는 로봇암(robot arm)은, 선단(先端)에 용접기구 등의 여러 가지의 툴(엔드 이펙터(end effector))을 장착해서 생산 작업을 실시한다. 이러한 툴의 교환을 쉽게 하기 위한 장치로서 툴 교환장치가 알려져 있다. 이 툴 교환장치는, 로봇암의 선단에 부착되는 마스터 플레이트(master plate)와, 각종 툴을 각각 장착한 복수의 툴 플레이트의 조합으로 이루어진다. 이 마스터 플레이트와 툴 플레이트는 착탈(着脫) 할 수 있도록 설치되고, 이 착탈에 의해 로봇은 여러 가지의 툴로 교환될 수 있다.Robot arms used in industrial facilities such as factories carry out production work by attaching various tools (end effectors) such as welding tools to the tip. A tool exchange device is known as a device to facilitate the exchange of such tools. This tool exchange device consists of a combination of a master plate attached to the tip of the robot arm and a plurality of tool plates each equipped with various tools. This master plate and tool plate are installed so that they can be attached and detached, and by this attachment and detachment, the robot can be exchanged for various tools.
이러한 툴 교환장치로서는, 복수의 볼(ball)의 출퇴(出退)에 의해 상기 착탈이 이루어지는 것이 이미 알려져 있다(예를 들면 국제공개 제2017/212790호 참조). 이 툴 교환장치에서는, 피스톤부재(piston 部材)와, 이 피스톤부재를 사이에 두고 상하에 설치되는 상부 실린더실 및 하부 실린더실을 구비한다. 상기 툴 교환장치는, 상기 상부 실린더실 및 하부 실린더실에 유체(流體)(에어(air))를 공급하거나 혹은 배출함으로써, 상기 피스톤부재를 이동시킨다. 이 피스톤부재의 이동에 의해 상기 복수의 볼의 출퇴가 제어되고, 마스터 플레이트와 툴 플레이트의 착탈 가능하게 되어 있다.As such a tool exchange device, it is already known that the attachment and detachment is achieved by moving a plurality of balls in and out (see, for example, International Publication No. 2017/212790). This tool exchange device is provided with a piston member, and an upper and lower cylinder chamber installed above and below the piston member. The tool exchange device moves the piston member by supplying or discharging fluid (air) to the upper cylinder chamber and the lower cylinder chamber. The movement of the piston member controls the movement of the plurality of balls, and the master plate and the tool plate can be attached and detached.
상기 종래의 툴 교환장치에서는, 피스톤부재를 이동시키기 위하여 에어(air)의 공급이 필수적이며, 에어공급이 가능한 로봇암에만 사용할 수 있다. 또한, 에어공급을 위해 로봇암의 에어배관을 외부에 끌고 다닐 필요가 발생한다.In the conventional tool exchange device, the supply of air is essential to move the piston member, and it can only be used on robot arms capable of supplying air. Additionally, it is necessary to drag the air pipe of the robot arm to the outside for air supply.
본 발명은 이러한 사정을 고려하여 이루어진 것으로서, 유체의 공급을 필요로 하지 않고, 마스터 플레이트와 툴 플레이트를 용이하게 착탈할 수 있는 툴 교환장치의 제공을 목적으로 한다.The present invention was made in consideration of these circumstances, and its purpose is to provide a tool exchange device that can easily attach and detach a master plate and a tool plate without requiring the supply of fluid.
본 발명의 하나의 실시형태에 관한 툴 교환장치는, 로봇암에 부착되는 마스터 플레이트와, 이 마스터 플레이트에 착탈 가능하게 장착되며 툴이 부착되는 툴 플레이트를 구비하는 툴 교환장치로서, 상기 마스터 플레이트 및 상기 툴 플레이트 중에서, 일방(一方)의 플레이트가 일방의 면(面)에 삽입오목부를 구비하고, 타방(他方)의 플레이트가 상기 일방의 플레이트에 착탈 가능하며 연결상태에서 상기 삽입오목부에 삽입되는 기둥모양부를 구비하고 있고, 상기 일방의 플레이트 및 상기 타방의 플레이트의 연결상태를 유지하는 스프링 부재를 더 구비하고, 상기 기둥모양부가 그 측면에, 상기 기둥모양부의 정상부(頂上部)의 측면보다 중심축방향으로 오목하게 들어가고, 연결상태에서 상기 스프링 부재가 결합하는 노치(notch)를 구비하고, 상기 스프링 부재가 연결상태에서 상기 기둥모양부를 그 중심축방향으로 가압한다.A tool exchange device according to one embodiment of the present invention is a tool exchange device including a master plate attached to a robot arm and a tool plate to which a tool is attached and detachably mounted on the master plate, the master plate and Among the tool plates, one plate has an insertion concave portion on one surface, and the other plate is detachable from the one plate and is inserted into the insertion concave portion in a connected state. It has a column-shaped portion, and further includes a spring member that maintains the connection state of the one plate and the other plate, wherein the column-shaped portion is located at a side of the column-shaped portion and is centered more than a side surface of the top portion of the column-shaped portion. It is recessed in the axial direction and has a notch to which the spring member engages in the connected state, and the spring member presses the column-shaped portion in the direction of its central axis in the connected state.
본 발명의 툴 교환장치는 유체의 공급을 실시하지 않더라도 마스터 플레이트와 툴 플레이트를 용이하게 착탈할 수 있다.The tool exchange device of the present invention can easily attach and detach the master plate and tool plate even without supplying fluid.
[도1] 도1은 본 발명의 하나의 실시형태에 관한 툴 교환장치의 모식적 사시도이다.
[도2] 도2는 도1의 툴 교환장치의 모식적 측면도이다.
[도3] 도3은 도1의 툴 교환장치에서, 마스터 플레이트와 툴 플레이트가 분리된 상태를 나타내는 모식적 측면도이다.
[도4] 도4는 도1의 툴 교환장치의 마스터 플레이트를 나타내는 모식적 사시도이다.
[도5] 도5는 도4의 마스터 플레이트의 모식적 저면도(底面圖)이다.
[도6] 도6은 도4의 하부 마스터 보디의 모식적인 평면도이다.
[도7] 도7은 도1의 툴 교환장치의 툴 플레이트를 나타내는 모식적 사시도이다.
[도8] 도8은 도7의 툴 플레이트의 모식적 측면도이다.
[도9] 도9는 도1의 툴 교환장치에 사용되는 스프링 부재를 나타내는 모식적 사시도이다.
[도10] 도10은 도6의 하부 마스터 보디에 스프링 부재가 부착된 상태를 나타내는 모식적 사시도이다.
[도11] 도11은 도1의 툴 교환장치의 연결상태에 있어서 스프링 부재의 노치에 대한 결합상태를 설명하기 위한 모식적 사시도이다.
[도12] 도12는 도1과 다른 별도의 하나의 실시형태에 관한 툴 교환장치의 모식적 사시도이다.
[도13] 도13은 도12의 툴 교환장치의 마스터 플레이트를 나타내는 모식적 저면도이다.
[도14] 도14는 도12의 툴 교환장치의 툴 플레이트를 나타내는 모식적 사시도이다.
[도15] 도15는 도12의 툴 교환장치의 XV-XV선에 대한 모식적인 단면도이다.
[도16] 도16은 도1 및 도12와 다른 별도의 하나의 실시형태에 관한 툴 교환장치의 모식적 사시도이다.
[도17] 도17은 도16의 툴 교환장치의 모식적 측면도이다.
[도18] 도18은 도16의 툴 교환장치의 마스터 플레이트를 나타내는 모식적 측면도이다.[Figure 1] Figure 1 is a schematic perspective view of a tool changing device according to one embodiment of the present invention.
[Figure 2] Figure 2 is a schematic side view of the tool changing device of Figure 1.
[Figure 3] Figure 3 is a schematic side view showing a state in which the master plate and the tool plate are separated in the tool exchange device of Figure 1.
[Figure 4] Figure 4 is a schematic perspective view showing the master plate of the tool exchange device of Figure 1.
[Figure 5] Figure 5 is a schematic bottom view of the master plate of Figure 4.
[Figure 6] Figure 6 is a schematic plan view of the lower master body of Figure 4.
[Figure 7] Figure 7 is a schematic perspective view showing the tool plate of the tool exchange device of Figure 1.
[Figure 8] Figure 8 is a schematic side view of the tool plate of Figure 7.
[Figure 9] Figure 9 is a schematic perspective view showing a spring member used in the tool exchange device of Figure 1.
[Figure 10] Figure 10 is a schematic perspective view showing a state in which a spring member is attached to the lower master body of Figure 6.
[Figure 11] Figure 11 is a schematic perspective view for explaining the connection state of the spring member to the notch in the connected state of the tool exchange device of Figure 1.
[Figure 12] Figure 12 is a schematic perspective view of a tool changing device according to an embodiment different from Figure 1.
[Figure 13] Figure 13 is a schematic bottom view showing the master plate of the tool exchange device of Figure 12.
[Figure 14] Figure 14 is a schematic perspective view showing the tool plate of the tool exchange device of Figure 12.
[Figure 15] Figure 15 is a schematic cross-sectional view taken along line XV-XV of the tool changer of Figure 12.
[Figure 16] Figure 16 is a schematic perspective view of a tool changing device according to an embodiment different from Figures 1 and 12.
[Figure 17] Figure 17 is a schematic side view of the tool changing device of Figure 16.
[Figure 18] Figure 18 is a schematic side view showing the master plate of the tool changer of Figure 16.
[본 발명의 실시형태의 설명][Description of embodiments of the present invention]
먼저 본 발명의 실시양태를 열거해서 설명한다.First, embodiments of the present invention will be listed and described.
본 발명의 하나의 실시형태에 관한 툴 교환장치는, 로봇암에 부착되는 마스터 플레이트와, 이 마스터 플레이트에 착탈 가능하게 장착되며 툴이 부착되는 툴 플레이트를 구비하는 툴 교환장치로서, 상기 마스터 플레이트 및 상기 툴 플레이트 중에서, 일방의 플레이트가 일방의 면에 삽입오목부를 구비하고, 타방의 플레이트가 상기 일방의 플레이트에 착탈 가능하며 연결상태에서 상기 삽입오목부에 삽입되는 기둥모양부를 구비하고 있고, 상기 일방의 플레이트 및 상기 타방의 플레이트의 연결상태를 유지하는 스프링 부재를 더 구비하고, 상기 기둥모양부가 그 측면에, 상기 기둥모양부의 정상부의 측면보다 중심축방향으로 오목하게 들어가고, 연결상태에서 상기 스프링 부재가 결합하는 노치를 구비하고, 상기 스프링 부재가 연결상태에서 상기 기둥모양부를 그 중심축방향으로 가압한다.A tool exchange device according to one embodiment of the present invention is a tool exchange device including a master plate attached to a robot arm and a tool plate to which a tool is attached and detachably mounted on the master plate, the master plate and Among the tool plates, one plate has an insertion concave portion on one surface, and the other plate has a column-shaped portion that is detachable from the one plate and is inserted into the insertion concave portion in a connected state, and the one plate has a column-shaped portion that is inserted into the insertion concave portion in a connected state. further comprising a spring member that maintains the connected state of the plate and the other plate, wherein the column-shaped portion is recessed in a side of the column-shaped portion in the central axis direction more than the side surface of the top of the column-shaped portion, and in the connected state, the spring member It is provided with a notch that engages, and the spring member presses the column-shaped portion in the direction of its central axis in the connected state.
상기 툴 교환장치는, 마스터 플레이트 및 툴 플레이트 중에서, 일방의 플레이트가 일방의 면에 삽입오목부를 구비하고, 타방의 플레이트가 상기 삽입오목부에 삽입되는 기둥모양부를 구비하고 있다. 또한 상기 툴 교환장치는, 상기 기둥모양부가 측면에 노치를 구비하고, 상기 마스터 플레이트 및 상기 툴 플레이트의 연결상태에서 스프링 부재가 상기 노치와 결합하여, 상기 기둥모양부를 그 중심축방향으로 가압한다. 이 때문에 상기 툴 교환장치에서는, 연결상태에서 상기 스프링 부재가 상기 기둥모양부의 상하이동을 억제하기 때문에, 상기 마스터 플레이트 및 상기 툴 플레이트의 연결상태가 유지된다. 한편, 상기 툴 교환장치에서는, 상기 스프링 부재를 상기 기둥모양부의 외측방향으로 넓힘으로써, 상기 노치와의 결합상태를 해소하여, 상기 마스터 플레이트 및 상기 툴 플레이트를 용이하게 분리할 수 있다. 따라서, 상기 툴 교환장치는 유체의 공급을 필요로 하지 않고 마스터 플레이트와 툴 플레이트를 용이하게 착탈할 수 있다.In the tool changing device, among the master plate and the tool plate, one plate has an insertion concave portion on one surface, and the other plate has a column-shaped portion inserted into the insertion concave portion. In addition, in the tool changing device, the column-shaped portion has a notch on a side, and when the master plate and the tool plate are connected, a spring member engages with the notch to press the column-shaped portion in the central axis direction. For this reason, in the tool changer, the connected state of the master plate and the tool plate is maintained because the spring member suppresses the vertical movement of the column-shaped portion in the connected state. Meanwhile, in the tool exchange device, by expanding the spring member in an outward direction of the column-shaped portion, the engagement with the notch is eliminated, and the master plate and the tool plate can be easily separated. Accordingly, the tool exchange device can easily attach and detach the master plate and the tool plate without requiring the supply of fluid.
상기 기둥모양부가, 그 중심축을 사이에 두고 대향하는 1쌍의 노치를 구비하고, 상기 노치가 상기 기둥모양부의 측면으로부터 중심축방향으로 연장되는 1쌍의 측벽과, 상기 1쌍의 측벽의 상기 중심축측의 끝가장자리(端緣)를 연결하는 저벽(底璧)을 구비하고, 상기 1쌍의 측벽의 간격이 상기 저벽을 향해서 좁아지고 있으면 좋다. 이렇게 1쌍의 노치를 설치함으로써, 상기 스프링 부재 등의 부품의 공차(公差)를 흡수하면서 상기 스프링 부재의 결합을 안정되게 유지할 수 있다.The column-shaped portion has a pair of opposing notches with a central axis interposed therebetween, a pair of side walls wherein the notches extend from a side surface of the column-shaped portion in a central axis direction, and the center of the pair of side walls. It is sufficient as long as it is provided with a bottom wall connecting the end edges of the shaft side, and the gap between the pair of side walls narrows toward the bottom wall. By providing a pair of notches in this way, the coupling of the spring member can be maintained stably while absorbing tolerances of components such as the spring member.
상기 스프링 부재는 판스프링(板 spring)으로서, 상기 기둥모양부의 중심축과 평행한 평면부를 구비하고, 상기 평면부의 폭이 상기 저벽에 있어서의 상기 1쌍의 측벽의 간격보다 크면 좋다. 이렇게 상기 스프링 부재로서 상기의 판스프링을 이용함으로써, 상기 평면부의 양단을 1쌍의 측벽이 지지함으로써 상기 스프링 부재가 고정되므로, 더 안정되게 상기 기둥모양부의 상하이동을 억제할 수 있다.The spring member may be a leaf spring, and may have a flat portion parallel to the central axis of the column-shaped portion, and the width of the flat portion may be larger than the gap between the pair of side walls at the bottom wall. By using the leaf spring as the spring member in this way, the spring member is fixed by supporting both ends of the flat portion with a pair of side walls, so that the vertical movement of the column-shaped portion can be suppressed more stably.
상기 일방의 플레이트가, 연결상태에서 상기 스프링 부재의 일부가 노출되는 창부(窓部)를 구비하여, 상기 스프링 부재의 일부를 상기 창부의 외측으로부터 내측방향으로 가압함으로써, 상기 스프링 부재의 상기 노치에 대한 결합을 해제하면 좋다. 이렇게 상기 일방의 플레이트에 연결상태에서 상기 스프링 부재의 일부가 노출되는 창부를 형성하여, 상기 스프링 부재의 일부를 상기 창부의 외측으로부터 내측방향으로 가압함으로써, 상기 스프링 부재의 상기 노치에 대한 결합을 해제하는 구성을 함으로써, 상기 마스터 플레이트 및 상기 툴 플레이트를 더 용이하게 분리할 수 있다.The one plate has a window portion through which a portion of the spring member is exposed in the connected state, and presses the portion of the spring member in the direction from the outside of the window portion to the inside to press the portion of the spring member into the notch of the spring member. It would be good to unbind it. In this way, a window portion is formed in which a portion of the spring member is exposed while connected to the one plate, and the portion of the spring member is pressed from the outside to the inside of the window portion, thereby releasing the coupling of the spring member to the notch. By configuring the master plate and the tool plate, the master plate and the tool plate can be more easily separated.
상기 기둥모양부의 정상부가 정상면에서 하방(下方)으로 직경이 커지는 테이퍼부(taper 部)를 구비하면 좋다. 이렇게 상기 기둥모양부의 정상부에 정상면으로부터 하방으로 직경이 커지는 테이퍼부를 형성함으로써, 상기 삽입오목부에 상기 기둥모양부를 삽입할 때에 상기 스프링 부재를 상기 테이퍼부를 따라 펴서 넓힐 수 있기 때문에, 상기 스프링 부재를 상기 노치에 용이하게 결합시킬 수 있다. 한편, 일단 상기 스프링 부재를 상기 노치에 결합하면, 상기 테이퍼부의 하방이 확경(擴徑)되어 있으므로, 상기 스프링 부재가 상방(上方)으로 빠지기 어렵고, 안정되게 상기 기둥모양부의 상하이동을 억제할 수 있다.The top portion of the pillar-shaped portion may be provided with a tapered portion whose diameter increases downward from the top surface. By forming a tapered portion whose diameter increases downward from the top surface at the top of the column-shaped portion in this way, the spring member can be spread and widened along the tapered portion when inserting the column-shaped portion into the insertion concave portion. It can be easily coupled to the notch. On the other hand, once the spring member is coupled to the notch, the lower side of the tapered portion is enlarged, so it is difficult for the spring member to fall upward, and vertical movement of the column-shaped portion can be stably suppressed. there is.
상기 마스터 플레이트 및 상기 툴 플레이트가, 연결상태에서 서로 전기적으로 접속되는 통신용 커넥터를 각각의 내부에 구비하면 좋다. 이렇게 상기 마스터 플레이트 및 상기 툴 플레이트에, 연결상태에서 서로 전기적으로 접속되는 통신용 커넥터를 각각의 내부에 설치함으로써, 상기 마스터 플레이트 및 상기 툴 플레이트간의 통신접속을 용이하게 확보할 수 있다.The master plate and the tool plate may each be provided with a communication connector inside each other that is electrically connected to each other in a connected state. By installing communication connectors that are electrically connected to each other in the connected state inside each of the master plate and the tool plate, communication connection between the master plate and the tool plate can be easily secured.
또 본 발명에 있어서, 「상방」이란 상기 기둥모양부의 정상부를 향하는 방향을 가리키고, 「하방」이란 그 반대방향을 의미하지만, 상기 툴 교환장치의 방향을 제한하는 것은 아니다. 즉, 상기 툴 교환장치는 상하를 거꾸로 해서 사용할 수도 있다.In addition, in the present invention, “upward” refers to a direction toward the top of the column-shaped portion, and “downward” refers to the opposite direction, but does not limit the direction of the tool changing device. In other words, the tool changer can be used upside down.
[본 발명의 실시형태의 상세][Details of embodiments of the present invention]
본 발명의 각 실시형태에 관한 툴 교환장치에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.A tool changing device according to each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[제1실시형태][First Embodiment]
도1로부터 도3에 나타내는 툴 교환장치(1)는, 로봇암에 부착되는 마스터 플레이트(10)와, 이 마스터 플레이트(10)에 착탈 가능하게 장착되며 툴이 부착되는 툴 플레이트(20)를 구비하는 툴 교환장치이다. 도1 및 도2는 마스터 플레이트(10)에 툴 플레이트(20)가 장착된 부착상태를 나타내고 있고, 도3은 마스터 플레이트(10)와 툴 플레이트(20)가 분리된 상태를 나타내고 있다.The tool changer 1 shown in FIGS. 1 to 3 includes a master plate 10 attached to the robot arm, and a tool plate 20 that is detachably mounted on the master plate 10 and to which a tool is attached. It is a tool changing device. Figures 1 and 2 show an attached state in which the tool plate 20 is mounted on the master plate 10, and Figure 3 shows a state in which the master plate 10 and the tool plate 20 are separated.
상기 툴 교환장치(1)는, 마스터 플레이트(10) 및 툴 플레이트(20) 중에서, 일방의 플레이트(마스터 플레이트(10))가 일방의 면에 삽입오목부(11)를 구비하고, 타방의 플레이트(툴 플레이트(20))가 상기 일방의 플레이트에 착탈 가능하며 연결상태에서 삽입오목부(11)에 삽입되는 기둥모양부(21)를 구비하고 있다. 또한 상기 툴 교환장치(1)는, 상기 일방의 플레이트 및 상기 타방의 플레이트, 즉 마스터 플레이트(10) 및 툴 플레이트(20)의 연결상태를 유지하는 스프링 부재(30)를 더 구비한다.The tool exchange device 1 includes a master plate 10 and a tool plate 20, where one plate (master plate 10) has an insertion concave portion 11 on one side, and the other plate (The tool plate 20) is detachable from one of the plates and has a column-shaped portion 21 that is inserted into the insertion concave portion 11 in the connected state. Additionally, the tool exchange device 1 further includes a spring member 30 that maintains the connection between one plate and the other plate, that is, the master plate 10 and the tool plate 20.
마스터 플레이트(10) 및 툴 플레이트(20)의 크기나 중량으로서는 특별하게 한정되지 않지만, 예를 들면 최대폭 200mm 이하, 중량 3kg 이하로 할 수 있다. 마스터 플레이트(10) 및 툴 플레이트(20)의 크기나 중량을 상기 상한(上限) 이하로 함으로써 마스터 플레이트(10)와 툴 플레이트(20)를 보다 용이하게 착탈할 수 있다.The size and weight of the master plate 10 and the tool plate 20 are not particularly limited, but can be, for example, a maximum width of 200 mm or less and a weight of 3 kg or less. By keeping the size and weight of the master plate 10 and the tool plate 20 below the upper limit, the master plate 10 and the tool plate 20 can be more easily attached and detached.
<마스터 플레이트><Master Plate>
마스터 플레이트(10)는 도4에 나타나 있는 바와 같이 원반모양으로서, 하부 마스터 보디(10a)와, 이 하부 마스터 보디(10a)의 상부를 덮는 상부 마스터 보디(10b)를 구비한다. 하부 마스터 보디(10a)와 상부 마스터 보디(10b)는, 예를 들면 나사에 의해 체결됨으로써 결합되어 있다.As shown in Figure 4, the master plate 10 is disk-shaped and includes a lower master body 10a and an upper master body 10b that covers the upper part of the lower master body 10a. The lower master body 10a and the upper master body 10b are coupled by fastening with screws, for example.
도5에 나타나 있는 바와 같이, 후술하는 기둥모양부(21)가 삽입되는 삽입오목부(11)의 삽입구(11a)는, 기둥모양부(21)의 바닥면과 동일한 형상이며 또한 동일한 직경의 원형이다. 이렇게 삽입구(11a)를 기둥모양부(21)의 바닥면과 동일한 형상이며 또한 동일한 직경으로 함으로써, 연결상태에서 기둥모양부(21)가 마스터 플레이트(10)에 대하여 상대적으로 이동하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 마스터 플레이트(10)와 툴 플레이트(20)를 안정되게 연결할 수 있다.As shown in Figure 5, the insertion hole 11a of the insertion concave portion 11 into which the columnar portion 21 described later is inserted is the same shape as the bottom surface of the columnar portion 21 and is circular with the same diameter. am. By making the insertion hole 11a the same shape and the same diameter as the bottom surface of the columnar portion 21, it is possible to suppress the columnar portion 21 from moving relative to the master plate 10 in the connected state. Therefore, the master plate 10 and the tool plate 20 can be stably connected.
마스터 플레이트(10)는, 도4에 나타나 있는 바와 같이, 타방의 면 즉 상부 마스터 보디(10b)의 정상면측에 볼록부(12)를 구비하면 좋다. 볼록부(12)는 내부에 공간을 구비하고, 상기 공간이 삽입오목부(11)의 바닥부를 구성한다. 상기 공간은, 기둥모양부(21)의 정상부(21a)가 결합되도록 형성되어 있고, 연결상태에서 기둥모양부(21)의 정상부(21a)를 고정한다. 이에 따라 마스터 플레이트(10)와 툴 플레이트(20)를 더 안정되게 연결할 수 있다.As shown in Fig. 4, the master plate 10 may be provided with a convex portion 12 on the other side, that is, on the top side of the upper master body 10b. The convex portion 12 has a space therein, and the space constitutes the bottom of the insertion concave portion 11. The space is formed so that the top portion 21a of the columnar portion 21 is coupled, and fixes the top portion 21a of the columnar portion 21 in the connected state. Accordingly, the master plate 10 and the tool plate 20 can be connected more stably.
마스터 플레이트(10)는, 상기 일방의 면 즉 하부 마스터 보디(10a)의 바닥면을 관통하고, 하부 마스터 보디(10a)의 하방 및 내부로 돌출하는 기둥모양의 회전정지부(13)를 구비한다. 회전정지부(13)는, 연결상태에서 후술하는 툴 플레이트(20)의 정상면에 형성된 결합구멍(23)에 삽입되어, 마스터 플레이트(10)와 툴 플레이트(20)가 상대적으로 회전하는 것을 억제한다. 또한 회전정지부(13)는, 스프링 부재(30)가 회전하는 것을 억제하는 부재로서도 기능한다. 또한 도4 및 도5에서 회전정지부(13)는 원기둥모양이지만, 회전정지부(13)의 형상은 원기둥모양에 한정되는 것은 아니다.The master plate 10 has a column-shaped rotation stop 13 that penetrates one of the surfaces, that is, the bottom surface of the lower master body 10a, and protrudes downward and into the lower master body 10a. . The rotation stopper 13 is inserted into the coupling hole 23 formed on the top surface of the tool plate 20, which will be described later, in the connected state, and suppresses relative rotation of the master plate 10 and the tool plate 20. . Additionally, the rotation stopper 13 also functions as a member that prevents the spring member 30 from rotating. Additionally, in FIGS. 4 and 5, the rotation stopper 13 has a cylindrical shape, but the shape of the rotation stopper 13 is not limited to a cylindrical shape.
마스터 플레이트(10)는 그 내부에 스프링 부재(30)를 수용할 수 있다. 구체적으로는, 도6에 나타나 있는 바와 같이, 하부 마스터 보디(10a)에 스프링 부재(30)를 수용하기 위한 홈(14)이 형성되어 있다.The master plate 10 can accommodate the spring member 30 therein. Specifically, as shown in Figure 6, a groove 14 for receiving the spring member 30 is formed in the lower master body 10a.
또한 마스터 플레이트(10)는, 도4에 나타나 있는 바와 같이, 연결상태에서 스프링 부재(30)의 일부가 노출되는 창부(15)를 구비한다.Additionally, as shown in FIG. 4, the master plate 10 has a window portion 15 through which a portion of the spring member 30 is exposed in the connected state.
<툴 플레이트><Tool plate>
툴 플레이트(20)는, 도7에 나타나 있는 바와 같이, 원반모양의 툴 보디(20a)와, 이 일방의 면으로부터 돌출하는 기둥모양부(21)를 구비한다. 기둥모양부(21)는, 상기한 바와 같이 연결상태에서 마스터 플레이트(10)의 삽입오목부(11)에 삽입된다. 도7에 나타내는 툴 플레이트(20)에서 기둥모양부(21)는 원기둥모양이다. 이하에서 기둥모양부(21)가 원기둥모양인 경우를 예로 들어 설명하지만, 기둥모양부(21)는 원기둥모양에 한정되는 것은 아니다.As shown in Fig. 7, the tool plate 20 includes a disc-shaped tool body 20a and a columnar portion 21 protruding from one of the surfaces of the disk-shaped tool body 20a. The columnar portion 21 is inserted into the insertion concave portion 11 of the master plate 10 in the connected state as described above. In the tool plate 20 shown in Fig. 7, the column-shaped portion 21 is cylindrical. Hereinafter, the case where the column-shaped portion 21 is cylindrical will be described as an example, but the column-shaped portion 21 is not limited to a cylindrical shape.
기둥모양부(21)는, 마스터 플레이트(10)가 원주상(圓周狀)으로 배치되는 복수의 볼트에 의해 로봇암에 부착되는 경우, 이 복수의 볼트에 의해 획정(劃定)되는 원주(圓周)의 내측에 형성되는 것이 바람직하다. 즉 기둥모양부(21)는, 마스터 플레이트(10)에 원주상으로 형성되는 복수의 볼트구멍(16)(도4 참조)의 원주보다 소경(小徑)이며 또한 상기 원주의 내측에 설치되는 것이 바람직하다. 기둥모양부(21)가 상기 원주의 외측에 위치하면, 툴 교환장치(1)의 직경(상부 마스터 보디(10b) 및 툴 보디(20a)의 직경)이 로봇암에 대한 부착부의 직경보다 커지게 되어 취급성이 저하될 우려가 있다.When the master plate 10 is attached to the robot arm by a plurality of bolts arranged in a circumferential shape, the columnar portion 21 has a circumference defined by the plurality of bolts. ) is preferably formed on the inside. That is, the column-shaped portion 21 has a smaller diameter than the circumference of the plurality of bolt holes 16 (see FIG. 4) formed circumferentially in the master plate 10 and is installed inside the circumference. desirable. When the column-shaped portion 21 is located outside the circumference, the diameter of the tool changer 1 (diameter of the upper master body 10b and the tool body 20a) becomes larger than the diameter of the attachment portion to the robot arm. There is a risk that handleability may deteriorate.
또한, 기둥모양부(21)는 툴 플레이트(20)의 중앙에 설치되는 것이 더 바람직하다. 즉, 기둥모양부(21)의 중심축과 툴 플레이트(20)의 중심축은 일치하는 것이 바람직하다. 이 경우, 이 기둥모양부(21)가 삽입가능한 마스터 플레이트(10)에 형성되는 삽입오목부(11)에 대해서도, 삽입오목부(11)의 중심축과 마스터 플레이트(10)의 중심축은 일치한다.Additionally, it is more preferable that the column-shaped portion 21 is installed in the center of the tool plate 20. That is, it is desirable that the central axis of the columnar portion 21 and the central axis of the tool plate 20 coincide. In this case, also for the insertion concave portion 11 formed in the master plate 10 into which the columnar portion 21 can be inserted, the central axis of the insertion concave portion 11 coincides with the central axis of the master plate 10. .
기둥모양부(21)는, 그 측면에 그 중심축을 사이에 두고 대향하는 1쌍의 노치(22)를 구비한다. 노치(22)는, 기둥모양부(21)의 정상부(21a)의 측면보다 중심축방향으로 오목하게 들어가고, 연결상태에서 스프링 부재(30)가 결합한다.The columnar portion 21 is provided with a pair of notches 22 on its side facing each other with its central axis interposed therebetween. The notch 22 is recessed in the central axis direction rather than the side surface of the top portion 21a of the columnar portion 21, and engages the spring member 30 in the connected state.
노치(22)는, 기둥모양부(21)의 측면으로부터 중심축방향으로 연장되는 1쌍의 측벽(제1측벽(22a) 및 제2측벽(22b))과, 상기 1쌍의 측벽의 상기 중심축측의 끝가장자리를 연결하는 저벽(底璧)(22c)을 구비한다. 상기 툴 교환장치(1)에서는, 기둥모양부(21)의 정상부(21a)측에 위치하는 제1측벽(22a)은 기둥모양부(21)의 정상면과 평행한 평면으로 구성되고, 기둥모양부(21)의 바닥부측에 위치하는 제2측벽(22b)은 상기 중심축측이 기둥모양부(21)의 정상부(21a)측으로 근접하도록 경사져 있다. 즉, 상기 1쌍의 측벽의 간격이 저벽(22c)을 향해서 좁아져 있다. 또한, 저벽(22c)은 상기 정상면과 수직인 평면으로 구성되어 있다.The notch 22 includes a pair of side walls (first side wall 22a and second side wall 22b) extending in the central axis direction from the side surface of the columnar portion 21, and the center of the pair of side walls. It is provided with a bottom wall (22c) connecting the end edges of the shaft side. In the tool exchange device 1, the first side wall 22a located on the top 21a side of the columnar portion 21 is formed of a plane parallel to the top surface of the columnar portion 21, and the columnar portion 21 has a The second side wall 22b located on the bottom side of (21) is inclined so that the central axis side approaches the top portion 21a of the column-shaped portion 21. That is, the gap between the pair of side walls narrows toward the bottom wall 22c. Additionally, the bottom wall 22c is composed of a plane perpendicular to the top surface.
이렇게 1쌍의 노치(22)를 형성함으로써, 스프링 부재(30) 등의 부품의 공차(公差)를 흡수하면서 스프링 부재(30)의 결합을 안정되게 유지할 수 있다. 구체적으로는, 노치(22)의 입구에 있어서 상기 1쌍의 측벽의 간격이 넓으므로, 스프링 부재(30)에 부품공차나 위치 어긋남이 있더라도 스프링 부재(30)를 노치(22)에 결합시키기 쉽다. 스프링 부재(30)는, 후술하는 바와 같이 중심축방향으로 가압되기 때문에, 결합된 스프링 부재(30)는 저벽(22c)을 향해서 상기 1쌍의 측벽에 의해 유도되고, 그를 따라서 상기 1쌍의 측벽의 간격이 좁아지기 때문에, 결국에 스프링 부재(30)를 상기 1쌍의 측벽에 의해 끼워 넣어서 고정할 수 있다.By forming a pair of notches 22 in this way, the coupling of the spring member 30 can be maintained stably while absorbing tolerances of components such as the spring member 30. Specifically, since the gap between the pair of side walls is wide at the entrance of the notch 22, it is easy to couple the spring member 30 to the notch 22 even if there is a component tolerance or positional misalignment in the spring member 30. . Since the spring member 30 is pressed in the central axis direction as will be described later, the coupled spring member 30 is guided by the pair of side walls toward the bottom wall 22c, and along the pair of side walls Because the gap between is narrowed, the spring member 30 can eventually be inserted and fixed by the pair of side walls.
제2측벽(22b)의 경사각으로서는 0.1도 이상 10도 이하가 바람직하다. 상기 경사각이 상기 하한 미만이면 스프링 부재(30)를 저벽(22c)에 유도시키는 효과가 불충분해질 우려가 있다. 특히, 상기 경사각이 0도 이하인 경우에 있어서는, 상기 1쌍의 측벽과 스프링 부재(30) 사이에 간극이 발생하고, 마스터 플레이트(10)와 툴 플레이트(20)의 연결이 불충분하여 상하이동이 일어날 우려가 있다. 반대로, 상기 경사각이 상기 상한을 넘으면, 상기 툴 교환장치(1)가 진동하였을 경우 등에서, 스프링 부재(30)의 상기 중심축 외측에 대한 위치 어긋남에 의해 기둥모양부(21)가 상하이동하기 쉬어질 우려나, 마스터 플레이트(10) 및 툴 플레이트(20)가 분리되어버릴 우려가 있다. 또한, 상기 툴 교환장치(1)에서는, 기둥모양부(21)의 바닥부측에 위치하는 제2측벽(22b)이 경사를 구비하는 경우를 설명하였지만, 제2측벽(22b)을 대신하여, 기둥모양부(21)의 정상부(21a)측에 위치하는 제1측벽(22a)이 상기 중심축측이 기둥모양부(21)의 바닥부측에 근접하도록 경사져 있어도 좋고, 혹은 제1측벽(22a) 및 제2측벽(22b)의 양방(兩方)이 상기의 경사를 구비하고 있어도 좋다.The inclination angle of the second side wall 22b is preferably 0.1 degrees or more and 10 degrees or less. If the inclination angle is less than the lower limit, the effect of guiding the spring member 30 to the bottom wall 22c may be insufficient. In particular, when the inclination angle is 0 degrees or less, a gap occurs between the pair of side walls and the spring member 30, and the connection between the master plate 10 and the tool plate 20 is insufficient, leading to a risk of vertical movement. There is. Conversely, if the inclination angle exceeds the upper limit, the column-shaped portion 21 is likely to move up and down due to a displacement of the spring member 30 with respect to the outside of the central axis, such as when the tool changer 1 vibrates. There is a risk that the master plate 10 and the tool plate 20 may be separated. In addition, in the tool exchange device 1, the case where the second side wall 22b located on the bottom side of the column-shaped portion 21 has an inclination has been described, but instead of the second side wall 22b, a column The first side wall 22a located on the top 21a side of the shaped portion 21 may be inclined so that the central axis side approaches the bottom side of the column-shaped portion 21, or the first side wall 22a and the first side wall 22a Both sides of the two side walls 22b may be provided with the above-mentioned slope.
노치(22)의 깊이(기둥모양부(21)의 측면으로부터 저벽(22c)까지의 거리)의 하한으로서는, 1.5cm가 바람직하고, 3.5cm가 더 바람직하다. 한편, 노치(22)의 깊이의 상한으로서는, 7cm가 바람직하고, 5cm가 더 바람직하다. 노치(22)의 깊이가 상기 하한 미만이라면 스프링 부재(30)를 안정되게 결합시키지 못할 우려가 있다. 반대로, 노치(22)의 깊이가 상기 상한을 넘으면, 스프링 부재(30)를 결합시키기 위해서는 스프링 부재(30)를 크게 넓힐 필요가 발생한다. 스프링 부재(30)를 크게 넓히기 위해서는 큰 힘이 필요하므로 스프링 부재(30)를 노치(22)에 결합시키기 어려워질 우려가 있다.The lower limit of the depth of the notch 22 (distance from the side surface of the columnar portion 21 to the bottom wall 22c) is preferably 1.5 cm, and more preferably 3.5 cm. On the other hand, the upper limit of the depth of the notch 22 is preferably 7 cm, and more preferably 5 cm. If the depth of the notch 22 is less than the above lower limit, there is a risk that the spring member 30 may not be stably coupled. Conversely, if the depth of the notch 22 exceeds the upper limit, it is necessary to greatly widen the spring member 30 in order to couple the spring member 30. Since a large force is required to greatly widen the spring member 30, there is a risk that it may become difficult to couple the spring member 30 to the notch 22.
노치(22)의 폭(기둥모양부(21)의 중심축방향에 대한 저벽(22c)의 폭)은 스프링 부재(30)의 폭과 같은 폭 또는 약간 좁은 폭이 된다. 이렇게 노치(22)의 폭을 취함으로써, 기둥모양부(21) 나아가서는 툴 플레이트(20)가 상하이동하는 것을 억제할 수 있다.The width of the notch 22 (the width of the bottom wall 22c with respect to the central axis direction of the columnar portion 21) is the same as or slightly narrower than the width of the spring member 30. By taking the width of the notch 22 in this way, it is possible to suppress the columnar portion 21 and, by extension, the tool plate 20 from moving up and down.
기둥모양부(21)의 정상부(21a)는 정상면으로부터 하방으로 직경이 커지는 테이퍼부(21b)를 구비하면 좋다. 이렇게 기둥모양부(21)의 정상부(21a)에 정상면으로부터 하방으로 직경이 커지는 테이퍼부(21b)를 형성함으로써, 마스터 플레이트(10)의 삽입오목부(11)에 기둥모양부(21)를 삽입할 때에 스프링 부재(30)를 테이퍼부(21b)를 따라 펴서 넓힐 수 있기 때문에, 스프링 부재(30)를 노치(22)에 용이하게 결합시킬 수 있다. 한편, 일단 스프링 부재(30)를 노치(22)에 결합하면, 테이퍼부(21b)의 하방이 확경되어 있으므로, 스프링 부재(30)가 상방으로 빠지기 어렵고, 안정되게 기둥모양부(21)의 상하이동이 억제될 수 있다.The top portion 21a of the columnar portion 21 may be provided with a tapered portion 21b whose diameter increases downward from the top surface. By forming a tapered portion 21b whose diameter increases downward from the top surface in this way on the top portion 21a of the column-shaped portion 21, the column-shaped portion 21 is inserted into the insertion concave portion 11 of the master plate 10. Since the spring member 30 can be spread and widened along the tapered portion 21b when doing so, the spring member 30 can be easily coupled to the notch 22. On the other hand, once the spring member 30 is coupled to the notch 22, the lower portion of the tapered portion 21b is enlarged, so it is difficult for the spring member 30 to fall upward and the column-shaped portion 21 is stably moved up and down. movement can be suppressed.
툴 플레이트(20)는 정상면에 결합구멍(23)이 형성되어 있다. 이 결합구멍(23)은 결합상태에서 마스터 플레이트(10)의 회전정지부(13)와 결합한다.The tool plate 20 has a coupling hole 23 formed on its top surface. This engaging hole (23) engages with the rotation stop portion (13) of the master plate (10) in the engaged state.
<스프링 부재><Spring member>
스프링 부재(30)는 도9에 나타나 있는 바와 같이 판스프링이다. 스프링 부재(30)는, 중심축방향으로 가압을 생기게 하는 제1원호부(31)와, 노치(22)의 저벽(22c)에 접하도록 형성되어 가압하는 1쌍의 평면부(32)와, 1쌍의 평면부(32)를 사이에 두고 제1원호부(31)와 반대측에 위치하며 일단측이 서로 대향해서 근접하고 있는 1쌍의 제2원호부(33)와, 제1원호부(31)의 양단(兩端) 및 1쌍의 평면부(32)의 일단을 각각 연결하는 1쌍의 제1접속부(34)와, 1쌍의 평면부(32)의 타단 및 1쌍의 제2원호부(33)의 타단을 각각 연결하는 1쌍의 제2접속부(35)를 구비한다.The spring member 30 is a leaf spring as shown in Figure 9. The spring member 30 includes a first circular arc portion 31 that generates pressure in the central axis direction, and a pair of flat portions 32 that are formed to contact the bottom wall 22c of the notch 22 and provide pressure, A pair of second arc portions (33) located on the opposite side of the first arc portion (31) with a pair of flat portions (32) in between, with one end sides facing each other and approaching each other, and a first arc portion ( 31), a pair of first connecting portions 34 respectively connecting both ends of the pair of flat portions 32 and one end of the pair of flat portions 32, the other end of the pair of flat portions 32 and a pair of second connecting portions. It is provided with a pair of second connection parts 35 that respectively connect the other ends of the circular arc part 33.
제1원호부(31) 및 제2원호부(33)의 곡률반경은 동등하다. 1쌍의 평면부(32)는 대향해서 배치되어 있고, 그 간격은 제1원호부(31)의 직경(곡률반경의 2배)보다 좁다. 또한 제1접속부(34) 및 제2접속부(35)는 평판으로 구성되어 있다. 즉, 도9에 나타내는 스프링 부재(30)는 전체로서 1쌍의 평면부(32)가 내측으로 잘록한 원형모양이다.The curvature radii of the first arc portion 31 and the second arc portion 33 are equal. A pair of flat portions 32 are arranged opposite each other, and the gap between them is narrower than the diameter of the first arc portion 31 (twice the radius of curvature). Additionally, the first connection part 34 and the second connection part 35 are made of a flat plate. That is, the spring member 30 shown in Fig. 9 as a whole has a circular shape with a pair of flat portions 32 narrowed inward.
스프링 부재(30)는, 제1원호부(31)의 중앙에, 하부 마스터 보디(10a)에 설치된 회전정지부(13)와 결합하는 오목부(36)를 구비하고 있다. 또한, 1쌍의 제2원호부(33)는, 서로 대향해서 근접하고 있는 일단측에, 원호의 외측으로 감긴 권취부(捲取部)(33a)를 구비하고 있다. 또한, 권취부(33a)와 오목부(36)는 스프링 부재(30)의 중심축을 사이에 두고 대향하는 위치에 있다.The spring member 30 has a concave portion 36 at the center of the first arc portion 31 that engages with the rotation stop portion 13 provided on the lower master body 10a. Additionally, the pair of second arc portions 33 is provided with a winding portion 33a wound around the outside of the arc on one end side that faces each other and is close to each other. Additionally, the winding portion 33a and the concave portion 36 are located in opposing positions with the central axis of the spring member 30 interposed therebetween.
도10에, 스프링 부재(30)가 하부 마스터 보디(10a)에 수용된 상태를 나타낸다. 스프링 부재(30)는, 제1원호부(31) 및 제2원호부(33)가 마스터 플레이트(10)의 창부(15)로부터 노출되도록 배치된다. 특히 제2원호부(33)의 권취부(33a)는 마스터 플레이트(10)의 측면보다 외측으로 돌출되어 있다 (도5 참조).10 shows a state in which the spring member 30 is accommodated in the lower master body 10a. The spring member 30 is arranged so that the first arcuate portion 31 and the second arcuate portion 33 are exposed from the window portion 15 of the master plate 10. In particular, the winding portion 33a of the second arc portion 33 protrudes outward from the side surface of the master plate 10 (see Fig. 5).
제1접속부(34) 및 제2접속부(35)는 하부 마스터 보디(10a)의 홈(14)을 따라 배치되고, 스프링 부재(30)의 오목부(36)는 하부 마스터 보디(10a)의 내측으로 돌출되어 있는 회전정지부(13)를 둘러싸도록 배치된다. 이들의 배치에 의해 스프링 부재(30)가 하부 마스터 보디(10a) 내에서 회전하는 것을 억제할 수 있다.The first connection portion 34 and the second connection portion 35 are disposed along the groove 14 of the lower master body 10a, and the concave portion 36 of the spring member 30 is located on the inner side of the lower master body 10a. It is arranged to surround the rotation stop 13 protruding. Their arrangement can prevent the spring member 30 from rotating within the lower master body 10a.
1쌍의 평면부(32)는 삽입오목부(11)의 측면보다 내측에 위치하고 있다(도5 참조). 또한, 1쌍의 평면부(32)는 삽입오목부(11)의 중심축을 사이에 두고 대향하고 있다.The pair of flat portions 32 are located inside the side surface of the insertion concave portion 11 (see Fig. 5). Additionally, the pair of flat portions 32 face each other across the central axis of the insertion concave portion 11.
1쌍의 평면부(32)의 폭은, 툴 플레이트(20)의 노치(22)가 구비하는 저벽(22c)에 있어서 상기 1쌍의 측벽의 간격보다 크고, 노치(22)의 입구의 상기 1쌍의 측벽의 간격보다 작다. 평면부(32)의 폭을 이렇게 취하면 평면부(32)의 양단을 상기 1쌍의 측벽이 지지함으로써, 스프링 부재(30)가 고정되므로 더 안정되게 기둥모양부(21)의 상하이동을 억제할 수 있다.The width of the pair of flat portions 32 is larger than the gap between the pair of side walls at the bottom wall 22c provided by the notch 22 of the tool plate 20, and the width of the pair of side walls is greater than the distance between the pair of side walls at the inlet of the notch 22. is less than the spacing of the side walls of the pair. If the width of the flat portion 32 is taken in this way, the pair of side walls support both ends of the flat portion 32, thereby fixing the spring member 30, thereby suppressing the vertical movement of the column-shaped portion 21 more stably. can do.
도11에서 마스터 플레이트(10)와 툴 플레이트(20)를 연결시킨 상태를 나타낸다. 또한 도11에서는, 스프링 부재(30)의 상태를 설명하기 위해서 상부 마스터 보디(10b)를 도면에 나타내지 않는다. 도11에 나타나 있는 바와 같이, 상기 툴 교환장치(1)는 연결상태에서 스프링 부재(30)가 노치(22)에 결합한다. 이에 따라 스프링 부재(30)가 연결상태에서 기둥모양부(21)를 그 중심축방향으로 가압한다. 구체적으로는, 스프링 부재(30)의 평면부(32)의 폭이 노치(22)를 구성하는 1쌍의 측벽의 간격과 동일해진 위치에서, 상기 1쌍의 측벽에 의해 평면부(32)의 양측 가장자리가 끼워 넣어진 상태로 고정된다.Figure 11 shows a state in which the master plate 10 and the tool plate 20 are connected. Also, in FIG. 11, the upper master body 10b is not shown in the drawing in order to explain the state of the spring member 30. As shown in Figure 11, the tool changer 1 has a spring member 30 coupled to the notch 22 in the connected state. Accordingly, the spring member 30 presses the column-shaped portion 21 in the direction of its central axis in the connected state. Specifically, at a position where the width of the flat portion 32 of the spring member 30 is equal to the gap between the pair of side walls constituting the notch 22, the flat portion 32 is separated by the pair of side walls. The edges on both sides are inserted and fixed.
<상기 툴 교환장치의 착탈동작><Attachment and detachment operation of the tool exchange device>
상기 툴 교환장치(1)에 있어서, 마스터 플레이트(10)와 툴 플레이트(20)를 연결하는 동작 및 분리하는 동작에 대해서 설명한다.In the tool changing device 1, the operation of connecting and separating the master plate 10 and the tool plate 20 will be described.
(연결동작)(connection operation)
상기 툴 교환장치(1)에서는, 얼라인먼트 공정(alignment 工程) 및 삽입공정을 이 순서로 실시함으로써, 마스터 플레이트(10)와 툴 플레이트(20)를 연결할 수 있다.In the tool exchange device 1, the master plate 10 and the tool plate 20 can be connected by performing the alignment process and the insertion process in this order.
우선, 상기 얼라인먼트 공정에서, 마스터 플레이트(10)의 삽입오목부(11)에 툴 플레이트(20)의 기둥모양부(21)가 삽입되고, 또 툴 플레이트(20)의 결합구멍(23)에 마스터 플레이트(10)의 하방으로 돌출되어 있는 회전정지부(13)가 삽입되도록 마스터 플레이트(10) 및 툴 플레이트(20)의 얼라인먼트를 실시한다.First, in the alignment process, the column-shaped portion 21 of the tool plate 20 is inserted into the insertion concave portion 11 of the master plate 10, and the master is inserted into the engaging hole 23 of the tool plate 20. The master plate 10 and the tool plate 20 are aligned so that the rotation stop 13 protruding downward from the plate 10 is inserted.
다음으로 상기 삽입공정에서, 마스터 플레이트(10)의 바닥면과 툴 플레이트(20)의 정상면이 접촉할 때까지 기둥모양부(21)를 삽입오목부(11)에 압입(壓入)한다. 이 때, 기둥모양부(21)의 정상부(21a)에 테이퍼부(21b)가 형성되어 있으므로, 삽입오목부(11)의 측면보다 내측에 위치하고 있는 스프링 부재(30)의 1쌍의 평면부(32)는, 테이퍼부(21b)의 하방으로 확대된 직경을 추종하여 중심축 외측으로 넓어진다. 기둥모양부(21)를 삽입오목부(11)로 더 압입하면, 1쌍의 평면부(32)는 기둥모양부(21)의 노치(22)까지 도달한다. 1쌍의 평면부(32)는 중심축 외측을 향해서 넓혀져 있기 때문에, 중심축방향으로의 가압이 작동하며, 그 힘에 의해 1쌍의 평면부(32)는 노치(22)에 결합된다.Next, in the above insertion process, the columnar portion 21 is press-fitted into the insertion concave portion 11 until the bottom surface of the master plate 10 and the top surface of the tool plate 20 come into contact. At this time, since the tapered portion 21b is formed on the top portion 21a of the columnar portion 21, a pair of flat portions of the spring member 30 located inside the side surface of the insertion concave portion 11 ( 32) follows the diameter expanded downward of the tapered portion 21b and widens outward of the central axis. When the columnar portion 21 is further pressed into the insertion concave portion 11, the pair of flat portions 32 reach the notch 22 of the columnar portion 21. Since the pair of flat portions 32 are expanded toward the outside of the central axis, pressure in the central axis direction is applied, and the pair of flat portions 32 are coupled to the notch 22 by this force.
그리고, 1쌍의 평면부(32)는, 스프링 부재(30)의 평면부(32)의 폭이 노치(22)를 구성하는 1쌍의 측벽의 간격과 동일해진 위치에서, 상기 1쌍의 측벽에 의해 평면부(32)의 양측 가장자리가 끼워 넣어진 상태에서 고정되고, 스프링 부재(30)는 기둥모양부(21)를 중심축방향으로 가압한다. 또한, 기둥모양부(21)의 정상부(21a)측에 위치하는 노치(22)의 제1측벽(22a)이 기둥모양부(21)의 정상면과 평행한 평면으로 구성되어 있기 때문에, 툴 플레이트(20)를 마스터 플레이트(10)로부터 빼내려고 하면 스프링 부재(30)의 평면부(32)가 정상부(21a)측의 제1측벽(22a)에 부딪히기 때문에, 툴 플레이트(20)를 빼낼 수 없다. 즉, 툴 플레이트(20)는 마스터 플레이트(10)와 연결되어 고정된다.And, the pair of flat portions 32 are positioned at a position where the width of the flat portions 32 of the spring member 30 is equal to the gap between the pair of side walls constituting the notch 22. Both edges of the flat portion 32 are fixed in an inserted state, and the spring member 30 presses the columnar portion 21 in the central axis direction. In addition, since the first side wall 22a of the notch 22 located on the top 21a side of the columnar portion 21 is composed of a plane parallel to the top surface of the columnar portion 21, the tool plate ( When an attempt is made to pull out the master plate 10 20, the flat portion 32 of the spring member 30 collides with the first side wall 22a on the top portion 21a side, so the tool plate 20 cannot be pulled out. That is, the tool plate 20 is connected to and fixed to the master plate 10.
(분리동작)(Separation operation)
상기 툴 교환장치(1)에서는, 스프링 부재 가압공정 및 발거공정(拔去工程)을 이 순서로 실시함으로써, 마스터 플레이트(10)와 툴 플레이트(20)를 분리할 수 있다.In the tool exchange device 1, the master plate 10 and the tool plate 20 can be separated by performing the spring member pressurizing process and the removal process in this order.
상기 스프링 부재 가압공정에서는, 스프링 부재(30)의 일부인 권취부(33a)를 창부(15)의 외측으로부터 내측방향으로 가압함으로써, 스프링 부재(30)의 노치(22)에 대한 결합을 해제한다. 상세하게 설명하면, 스프링 부재(30)의 권취부(33a)를 창부(15)의 외측으로부터 내측방향으로 가압하면, 1쌍의 평면부(32)에는 중심축 외측방향으로 힘이 가해져, 그 이간거리(離間距離)가 커지게 된다. 그리고, 1쌍의 평면부(32)의 이간거리가 기둥모양부(21)의 정상부(21a)의 최대직경보다 커지게 되면, 스프링 부재(30)의 노치(22)에 대한 결합은 해제된다.In the spring member pressing process, the winding portion 33a, which is a part of the spring member 30, is pressed from the outside to the inside of the window portion 15, thereby releasing the engagement of the spring member 30 with the notch 22. To explain in detail, when the winding portion 33a of the spring member 30 is pressed from the outside to the inside of the window portion 15, a force is applied to the pair of flat portions 32 in the direction outside the central axis, The distance increases. Then, when the separation distance between the pair of flat parts 32 becomes larger than the maximum diameter of the top part 21a of the column-shaped part 21, the engagement of the spring member 30 with the notch 22 is released.
권취부(33a)를 창부(15)의 외측으로부터 내측방향으로 가압하면, 권취부(33a)는 반대측의 마스터 플레이트(10)의 측면으로부터 스프링 부재(30) 전체를 압출(壓出)하는 힘이 작용한다. 그러나, 스프링 부재(30)의 중심축을 사이에 두고 권취부(33a)와 대향하는 위치에 오목부(36)가 있고, 이 오목부(36)는 회전정지부(13)를 둘러싸도록 배치되어 있기 때문에, 이 오목부(36)와 회전정지부(13)의 결합에 의하여 스프링 부재(30) 전체가 마스터 플레이트(10)의 측면으로부터 압출되는 것이 억제된다. 즉, 가압한 힘은 모두 1쌍의 평면부(32)를 중심축 외측방향으로 압출하는 힘으로서 작용한다.When the winding portion 33a is pressed from the outside to the inside of the window portion 15, the winding portion 33a exerts a force to extrude the entire spring member 30 from the side of the master plate 10 on the opposite side. It works. However, there is a concave portion 36 at a position opposite to the winding portion 33a across the central axis of the spring member 30, and this concave portion 36 is arranged to surround the rotation stop portion 13. Therefore, the entire spring member 30 is suppressed from being extruded from the side of the master plate 10 by the combination of the concave portion 36 and the rotation stop portion 13. In other words, all of the pressing force acts as a force to extrude the pair of flat portions 32 in the direction outward of the central axis.
상기 툴 교환장치(1)에서는, 이렇게 스프링 부재(30)의 일부를 창부(15)의 외측으로부터 내측방향으로 가압함에 의해 스프링 부재(30)의 노치(22)에 대한 결합을 해제하는 구성을 형성함으로써, 마스터 플레이트(10) 및 툴 플레이트(20)를 더 용이하게 분리할 수 있다.In the tool exchange device 1, a configuration is formed in which the engagement of the spring member 30 with the notch 22 is released by pressing a part of the spring member 30 in the direction from the outside to the inside of the window portion 15. By doing so, the master plate 10 and the tool plate 20 can be more easily separated.
다음에, 상기 발거공정에서 툴 플레이트(20)를 마스터 플레이트(10)로부터 발거한다. 이 발거공정은, 상기 스프링 부재 가압공정에서 권취부(33a)를 가압해 스프링 부재(30)의 노치(22)에 대한 결합을 해제한 상태에서 실시된다. 스프링 부재(30)의 노치(22)에 대한 결합이 해제되어 있기 때문에, 툴 플레이트(20)는 용이하게 마스터 플레이트(10)로부터 분리될 수 있다.Next, in the above removal process, the tool plate 20 is removed from the master plate 10. This extraction process is performed in a state in which the spring member 30 is uncoupled from the notch 22 by pressing the winding portion 33a in the spring member pressing process. Since the engagement of the spring member 30 with the notch 22 is released, the tool plate 20 can be easily separated from the master plate 10.
<이점(利點)><Advantage>
상기 툴 교환장치(1)는, 마스터 플레이트(10)가 일방의 면에 삽입오목부(11)를 구비하고, 툴 플레이트(20)가 삽입오목부(11)에 삽입되는 기둥모양부(21)를 구비하고 있다. 또한, 상기 툴 교환장치(1)는, 기둥모양부(21)가 측면에 노치(22)를 구비하고, 마스터 플레이트(10) 및 툴 플레이트(20)의 연결상태에서 스프링 부재(30)가 노치(22)와 결합하여, 기둥모양부(21)를 그 중심축방향으로 가압한다. 이 때문에, 상기 툴 교환장치(1)에서는, 연결상태에서 스프링 부재(30)가 기둥모양부(21)의 상하이동을 억제하기 때문에, 마스터 플레이트(10) 및 툴 플레이트(20)의 연결상태가 유지된다. 한편, 상기 툴 교환장치(1)에서는, 스프링 부재(30)를 기둥모양부(21)의 외측방향으로 넓힘으로써 노치(22)와의 결합상태를 해소하고, 마스터 플레이트(10) 및 툴 플레이트(20)를 용이하게 분리할 수 있다. 따라서, 상기 툴 교환장치(1)는, 유체의 공급을 필요로 하지 않고, 마스터 플레이트(10)와 툴 플레이트(20)를 용이하게 착탈(着脫)할 수 있다.The tool exchange device (1) includes a master plate (10) provided with an insertion concave portion (11) on one side, and a column-shaped portion (21) into which the tool plate (20) is inserted into the insertion concave portion (11). It is equipped with In addition, the tool exchange device 1 has a column-shaped portion 21 provided with a notch 22 on the side, and the spring member 30 has a notch in the connected state of the master plate 10 and the tool plate 20. By engaging with (22), the column-shaped portion (21) is pressed in the direction of its central axis. For this reason, in the tool changing device 1, since the spring member 30 suppresses the vertical movement of the columnar portion 21 in the connected state, the connected state of the master plate 10 and the tool plate 20 maintain. On the other hand, in the tool exchange device 1, the engagement state with the notch 22 is eliminated by expanding the spring member 30 in the outer direction of the column-shaped portion 21, and the master plate 10 and the tool plate 20 ) can be easily separated. Therefore, the tool exchange device 1 can easily attach and detach the master plate 10 and the tool plate 20 without requiring the supply of fluid.
[제2실시형태][Second Embodiment]
도12로부터 도15에 나타내는 툴 교환장치(2)는, 로봇암에 부착되는 마스터 플레이트(40)와, 이 마스터 플레이트(40)에 착탈 가능하게 장착되며 툴이 부착되는 툴 플레이트(50)를 구비하는 툴 교환장치로서, 마스터 플레이트(40) 및 툴 플레이트(50) 중에서, 일방의 플레이트인 마스터 플레이트(40)가 일방의 면에 삽입오목부(11)를 구비하고, 타방의 플레이트인 툴 플레이트(50)가 마스터 플레이트(40)에 착탈 가능하며 연결상태에서 삽입오목부(11)에 삽입되는 기둥모양부(21)를 구비하고 있고, 마스터 플레이트(40) 및 툴 플레이트(50)의 연결상태를 유지하는 스프링 부재(30)를 더 구비하고, 기둥모양부(21)가 그 측면에, 기둥모양부(21)의 정상부(21a)의 측면보다 중심축방향으로 오목하게 들어가고 연결상태에서 스프링 부재(30)가 결합하는 노치(22)를 구비하고, 스프링 부재(30)가 연결상태에서 기둥모양부(21)를 그 중심축방향으로 가압한다. 또한, 상기 툴 교환장치(2)는, 마스터 플레이트(40) 및 툴 플레이트(50)가, 연결상태에서 서로 전기적으로 접속되는 통신용 커넥터(마스터측 통신용 커넥터(41) 및 툴측 통신용 커넥터(51))를 각각의 내부에 구비한다.The tool changer 2 shown in FIGS. 12 to 15 includes a master plate 40 attached to the robot arm, and a tool plate 50 that is detachably mounted on the master plate 40 and onto which a tool is attached. As a tool exchange device, among the master plate 40 and the tool plate 50, one plate, the master plate 40, has an insertion concave portion 11 on one surface, and the other plate, a tool plate ( 50) is detachable from the master plate 40 and has a column-shaped portion 21 that is inserted into the insertion concave portion 11 in the connected state, and the connection state of the master plate 40 and the tool plate 50 is maintained. It is further provided with a holding spring member 30, and the column-shaped portion 21 is recessed on its side in the central axis direction rather than the side surface of the top portion 21a of the column-shaped portion 21, and in the connected state, the spring member ( 30) is provided with a notch 22 to which it engages, and the spring member 30 presses the column-shaped portion 21 in the direction of its central axis in the connected state. In addition, the tool exchange device 2 has a communication connector (master side communication connector 41 and tool side communication connector 51) through which the master plate 40 and the tool plate 50 are electrically connected to each other in the connected state. is provided inside each.
상기 툴 교환장치(2)는, 상기 통신용 커넥터를 구비하는 점 이외는 제1실시형태와 동일하게 구성할 수 있기 때문에, 동일한 부호를 붙이고 상세설명을 생략한다. 이하에서 상기 통신용 커넥터에 대해서 설명한다.Since the tool changing device 2 can be configured in the same way as the first embodiment except for providing the communication connector, the same reference numerals are given and detailed description is omitted. Below, the communication connector will be described.
<통신용 커넥터><Connector for communication>
툴측 통신용 커넥터(51)는, 도14에 나타나 있는 바와 같이, 기둥모양부(21)의 정상면에 형성된 오목부에 배치되어 있다. 상기 오목부는, 그 입구에 정상면측으로 직경이 커지는 테이퍼부를 구비하는 것이 바람직하다. 이렇게 상기 오목부에 상기 테이퍼부를 형성함으로써, 마스터 플레이트(40) 및 툴 플레이트(50)를 연결상태로 할 때에, 마스터측 통신용 커넥터(41)를 상기 오목부로 용이하게 유도시킬 수 있다. 기둥모양부(21)의 중심축과 툴측 통신용 커넥터(51)의 중심축은 일치하는 것이 바람직하다.As shown in Fig. 14, the tool-side communication connector 51 is disposed in a concave portion formed on the top surface of the column-shaped portion 21. The concave portion preferably has a tapered portion at its entrance whose diameter increases toward the top surface. By forming the tapered portion in the concave portion in this way, when the master plate 40 and the tool plate 50 are connected, the master communication connector 41 can be easily guided into the concave portion. It is desirable that the central axis of the column-shaped portion 21 and the central axis of the tool-side communication connector 51 coincide.
마스터측 통신용 커넥터(41)는, 도13에 나타나 있는 바와 같이, 삽입오목부(11) 내에 배치되어 있다. 상기한 바와 같이, 마스터 플레이트(40) 및 툴 플레이트(50)가 연결상태에서, 마스터측 통신용 커넥터(41) 및 툴측 통신용 커넥터(51)는 서로 전기적으로 접속된다. 바꾸어 말하면, 도15에 나타나 있는 바와 같이, 마스터측 통신용 커넥터(41)는 복수의 메일단자(male)로 구성되고, 툴측 통신용 커넥터(51)는 복수의 피메일(female)로 구성되어 있고, 연결상태에서 대응하는 메일단자가 대응하는 피메일에 꽂히도록 얼라인먼트되어 있다.The master side communication connector 41 is disposed within the insertion concave portion 11, as shown in FIG. 13. As described above, when the master plate 40 and the tool plate 50 are connected, the master side communication connector 41 and the tool side communication connector 51 are electrically connected to each other. In other words, as shown in Figure 15, the master side communication connector 41 is composed of a plurality of male terminals (male), and the tool side communication connector 51 is composed of a plurality of female terminals, and the connection In this state, the corresponding male terminal is aligned so that it is plugged into the corresponding female terminal.
또한, 마스터 플레이트(40)는 마스터측 통신용 커넥터(41)의 신호를 취출하는 마스터측 접속단자(42)를 구비하고 있다. 마스터측 접속단자(42)의 위치는 특별하게 한정되지 않지만, 예를 들면 마스터 플레이트(40)의 측면에 배치될 수 있다. 마찬가지로, 툴 플레이트(50)는 툴측 통신용 커넥터(51)의 신호를 취출하는 툴측 접속단자(52)를 구비하고 있다. 툴측 접속단자(52)의 위치는 특별하게 한정되지 않지만, 예를 들면 툴 플레이트(50)의 측면에 배치될 수 있다.Additionally, the master plate 40 is provided with a master side connection terminal 42 for extracting signals from the master side communication connector 41. The location of the master side connection terminal 42 is not particularly limited, but may be placed on the side of the master plate 40, for example. Similarly, the tool plate 50 is provided with a tool-side connection terminal 52 for extracting signals from the tool-side communication connector 51. The position of the tool side connection terminal 52 is not particularly limited, but may be placed on the side of the tool plate 50, for example.
상기 툴 교환장치(2)에서는, 마스터측 통신용 커넥터(41)와 마스터측 접속단자(42)를 접속하는 배선 및 툴측 통신용 커넥터(51)와 툴측 접속단자(52)를 접속하는 배선은, 각각 마스터 플레이트(40) 및 툴 플레이트(50)의 내부에 수용되어 있어 외부를 통과하지 않는다. 따라서, 상기 배선이 툴의 동작의 장해가 되는 것을 억제할 수 있다.In the tool changing device 2, the wiring connecting the master side communication connector 41 and the master side connection terminal 42 and the wiring connecting the tool side communication connector 51 and the tool side connection terminal 52 are each connected to the master side. It is accommodated inside the plate 40 and the tool plate 50 and does not pass through the outside. Therefore, it is possible to prevent the wiring from becoming an obstacle to the operation of the tool.
<이점><Advantage>
상기 툴 교환장치(2)에서는, 이렇게 마스터 플레이트(40) 및 툴 플레이트(50)에, 연결상태에서 서로 전기적으로 접속되는 마스터측 통신용 커넥터(41) 및 툴측 통신용 커넥터(51)를 각각의 내부에 설치함으로써, 마스터 플레이트(40) 및 툴 플레이트(50) 사이의 통신접속을 용이하게 확보할 수 있다.In the tool exchange device 2, a master-side communication connector 41 and a tool-side communication connector 51, which are electrically connected to each other in the connected state, are installed inside each of the master plate 40 and the tool plate 50. By installing it, communication connection between the master plate 40 and the tool plate 50 can be easily secured.
[제3실시형태][Third Embodiment]
도16 내지 도18에 나타내는 툴 교환장치(3)는, 로봇암에 부착되는 마스터 플레이트(60)와, 이 마스터 플레이트(60)에 착탈 가능하게 장착되며 툴이 부착되는 툴 플레이트(70)를 구비하는 툴 교환장치로서, 마스터 플레이트(60) 및 툴 플레이트(70) 중에서, 일방의 플레이트인 마스터 플레이트(60)가 일방의 면에 삽입오목부를 구비하고, 타방의 플레이트인 툴 플레이트(70)가 마스터 플레이트(60)에 착탈 가능하며 연결상태에서 상기 삽입오목부에 삽입되는 기둥모양부를 구비하고 있고, 마스터 플레이트(60) 및 툴 플레이트(70)의 연결상태를 유지하는 스프링 부재(30)를 더 구비하고, 상기 기둥모양부가 그 측면에, 상기 기둥모양부의 정상부의 측면보다 중심축방향으로 오목하게 들어가고, 연결상태에서 스프링 부재(30)가 결합하는 노치를 구비하고, 스프링 부재(30)가 연결상태에서 상기 기둥모양부를 그 중심축방향으로 가압한다. 또한, 툴 교환장치(3)는, 마스터 플레이트(60) 및 툴 플레이트(70) 사이에서 에어(air)를 유통시키는 에어포트 모듈(airport module)(80)과, 마스터 플레이트(60) 및 툴 플레이트(70)를 수납하는 거치대(90)를 더 구비한다.The tool exchange device 3 shown in FIGS. 16 to 18 includes a master plate 60 attached to the robot arm, and a tool plate 70 that is detachably mounted on the master plate 60 and to which a tool is attached. In the tool exchange device, among the master plate 60 and the tool plate 70, one plate, the master plate 60, has an insertion concave portion on one surface, and the other plate, the tool plate 70, is a master plate. It has a column-shaped portion that is detachable from the plate 60 and is inserted into the insertion concave portion in a connected state, and further includes a spring member 30 that maintains the connected state of the master plate 60 and the tool plate 70. And, the column-shaped portion has a notch on its side that is recessed in the central axis direction rather than the side surface of the top of the column-shaped portion, and which engages the spring member 30 in the connected state, and the spring member 30 is connected in the connected state. The column-shaped portion is pressed in the direction of its central axis. In addition, the tool exchange device 3 includes an airport module 80 that distributes air between the master plate 60 and the tool plate 70, and the master plate 60 and the tool plate. It is further provided with a holder (90) for storing (70).
<마스터 플레이트><Master Plate>
마스터 플레이트(60)는, 3개의 안전핀(61)과, 마스터측 접속단자(42)로부터 연장되는 하니스(harness)(62)를 구비한다. 마스터 플레이트(60)의 그 외의 구성은, 제1실시형태 또는 제2실시형태의 구성과 동일하기 때문에 동일한 부호를 붙이고 상세설명을 생략한다.The master plate 60 is provided with three safety pins 61 and a harness 62 extending from the master side connection terminal 42. Since the other configurations of the master plate 60 are the same as those of the first or second embodiments, they are given the same reference numerals and detailed descriptions are omitted.
(안전핀)(safety pin)
안전핀(61)은 스프링 부재(30)의 권취부(33a)를 둘러싸도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 2개의 안전핀(61)이 권취부(33a)의 상부 마스터 보디(10b)에 수평방향으로 이간(離間)해서 배치되고, 다른 1개의 안전핀(61)은 권취부(33a)의 바로 아래의 하부 마스터 보디(10a)에 배치되어 있고, 각각 상부 마스터 보디(10b) 혹은 하부 마스터 보디(10a)로부터 외측을 향해서 돌출되어 있다.The safety pin 61 is arranged to surround the winding portion 33a of the spring member 30. Specifically, two safety pins 61 are arranged horizontally apart from each other on the upper master body 10b of the winding section 33a, and the other safety pin 61 is located directly on the winding section 33a. It is disposed on the lower master body 10a below, and protrudes outward from the upper master body 10b or the lower master body 10a, respectively.
3개의 안전핀(61)은, 예를 들면 권취부(33a) 부근이 벽에 접했을 때에 권취부(33a)가 마스터 플레이트(60)의 중심측으로 밀려서 스프링 부재(30)가 열리고, 마스터 플레이트(60)와 툴 플레이트(70)가 분리되어버리는 예상하지 못한 사태를 피하는 역할을 한다.The three safety pins 61 are, for example, when the vicinity of the winding portion 33a is in contact with the wall, the winding portion 33a is pushed toward the center of the master plate 60, causing the spring member 30 to open, and the master plate 60 ) and the tool plate 70 are separated.
따라서, 3개의 안전핀(61)의 돌출길이는 권취부(33a)가 압입되어도 마스터 플레이트(60)와 툴 플레이트(70)가 분리되지 않는 정도로 정해진다. 상기 툴 교환장치(3)의 마스터 플레이트(60)에서는, 도18에 나타나 있는 바와 같이, 3개의 안전핀(61)의 돌출길이는 권취부(33a)의 돌출길이와 동등하거나 또는 약간 짧은 정도로 되어 있다. 안전핀(61)의 돌출길이가 이보다 짧으면, 상기의 예상하지 못한 사태가 발생해버릴 우려가 있다. 반대로, 안전핀(61)의 돌출길이가 이보다 길면, 마스터 플레이트(60)와 툴 플레이트(70)를 의도적으로 분리하는 것이 곤란하게 될 우려가 있다.Accordingly, the protruding length of the three safety pins 61 is determined to ensure that the master plate 60 and the tool plate 70 are not separated even when the winding portion 33a is press-fitted. In the master plate 60 of the tool changer 3, as shown in Fig. 18, the protruding length of the three safety pins 61 is equal to or slightly shorter than the protruding length of the winding portion 33a. . If the protruding length of the safety pin 61 is shorter than this, there is a risk that the unexpected situation described above may occur. Conversely, if the protruding length of the safety pin 61 is longer than this, there is a risk that it may be difficult to intentionally separate the master plate 60 and the tool plate 70.
또한, 안전핀(61)의 개수나 배치는, 상기의 구성에 한정되는 것이 아니라 목적을 달성하는 한 적절하게 설정할 수 있다.Additionally, the number and arrangement of the safety pins 61 are not limited to the above configuration and can be set appropriately as long as the purpose is achieved.
(하니스)(harness)
하니스(62)는 상기한 바와 같이, 일단측이 마스터측 접속단자(42)에 접속되어 있고, 타단측에는 커넥터(62a)가 접속되어 있다. 하니스(62)의 내부에는 신호배선이 통과하고 있고, 마스터측 접속단자(42)와 커넥터(62a)를 전기적으로 접속한다.As described above, one end of the harness 62 is connected to the master connection terminal 42, and the other end is connected to the connector 62a. A signal wire passes through the inside of the harness 62, and electrically connects the master side connection terminal 42 and the connector 62a.
하니스(62)의 길이는 상기 툴 교환장치(3)를 로봇암에 부착했을 때의 전기 접속처에 커넥터(62a)를 연결할 수 있는 적당한 길이로 한다. 또한, 하니스(62)는 가요성(可撓性)을 구비하고 있어 커넥터(62a)의 연결을 용이하게 할 수 있다.The length of the harness 62 is set to an appropriate length so that the connector 62a can be connected to the electrical connection point when the tool changer 3 is attached to the robot arm. Additionally, the harness 62 is flexible and can facilitate connection of the connector 62a.
상기 툴 교환장치(3)에서는, 마스터 플레이트(60)만이 하니스(62)를 구비한 경우를 설명하였지만, 하니스(62)는, 툴측 접속단자(52)로부터 연장되도록 설치되어도 좋고, 혹은 마스터측 접속단자(42) 및 툴측 접속단자(52) 각각으로부터 연장되도록 구성되어 있더라도 좋다.In the tool changer 3, the case where only the master plate 60 is provided with the harness 62 has been described, but the harness 62 may be installed to extend from the tool side connection terminal 52, or may be connected to the master side. It may be configured to extend from each of the terminal 42 and the tool side connection terminal 52.
<툴 플레이트><Tool plate>
툴 플레이트(70)의 구성은 제1실시형태 또는 제2실시형태의 구성과 동일하기 때문에 동일한 부호를 붙이고 상세설명을 생략한다.Since the configuration of the tool plate 70 is the same as that of the first or second embodiment, the same reference numeral is assigned and detailed description is omitted.
<스프링 부재><Spring member>
스프링 부재(30)의 구성은, 제1실시형태의 구성과 동일하기 때문에 동일한 부호를 붙이고 상세설명을 생략한다.Since the configuration of the spring member 30 is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are used and detailed description is omitted.
<에어포트 모듈><Airport module>
에어포트 모듈(80)은, 마스터 플레이트(60)에 설치되는 마스터 에어포트(81)와, 툴 플레이트(70)에 설치되는 툴 에어포트(82)를 구비한다.The airport module 80 includes a master airport 81 installed on the master plate 60 and a tool airport 82 installed on the tool plate 70.
마스터 에어포트(81)는, 도18에 나타나 있는 바와 같이, 외부의 에어배관(air 配管)을 접속하기 위한 오목부(81a)와, 툴 에어포트(82)와 연결하기 위한 연결 볼록부(81b)를 구비하고 있고, 오목부(81a)와 연결 볼록부(81b) 사이에 에어를 유통(流通)할 수 있는 배관(도면에 나타내지 않음)이 설치되어 있다.As shown in Figure 18, the master airport 81 has a concave portion 81a for connecting an external air piping and a connection convex portion 81b for connecting to the tool airport 82. ), and a pipe (not shown in the drawing) through which air can flow is installed between the concave portion 81a and the connecting convex portion 81b.
마찬가지로, 툴 에어포트(82)는, 외부의 에어배관을 접속하기 위한 오목부(82a)와, 마스터 에어포트(81)와 연결하기 위한 연결 오목부(도면에 나타내지 않음)를 구비하고 있고, 오목부(82a)와 상기 연결 오목부 사이에 에어를 유통할 수 있는 배관(도면에 나타내지 않음)이 설치되어 있다.Similarly, the tool airport 82 has a recessed portion 82a for connecting an external air piping and a connection recessed portion (not shown in the drawing) for connecting to the master airport 81. A pipe (not shown in the drawing) through which air can circulate is provided between the portion 82a and the connection concave portion.
에어포트 모듈(80)은, 마스터 플레이트(60)와 툴 플레이트(70)를 연결했을 때에, 마스터 에어포트(81)의 오목부(81a)와 툴 에어포트(82)의 오목부(82a) 사이에 에어를 유통할 수 있는 배관이 구성된다.When the master plate 60 and the tool plate 70 are connected, the airport module 80 is located between the concave portion 81a of the master airport 81 and the concave portion 82a of the tool airport 82. Piping is constructed to distribute air.
상기 툴 교환장치(3) 자체는, 예를 들면 마스터 플레이트(60)와 툴 플레이트(70)의 연결에 에어를 필요로 하지 않지만, 이렇게 에어포트 모듈(80)을 구비함으로써, 상기 툴 교환장치(3)를 통하여 에어를 공급할 필요가 있는 장치나, 상기 툴 교환장치(3)와 대체되는 장치에 대하여 에어를 용이하게 공급할 수 있다.The tool changer 3 itself does not require air to connect the master plate 60 and the tool plate 70, for example, but by providing the air port module 80, the tool changer ( Through 3), air can be easily supplied to a device that needs to be supplied with air or to a device that replaces the tool exchange device 3.
<거치대><Stand>
거치대(90)는, 지지부(91)와, 지지부(91)로부터 수직으로 설치되는 벽부(92)를 구비한다.The holder 90 includes a support portion 91 and a wall portion 92 installed vertically from the support portion 91.
지지부(91)는 평판모양으로서, 툴 플레이트(70)가 결합하고, 이를 지지하는 U자홈(91a)을 구비하고 있다. 지지부(91)는 툴 플레이트(70)를 고정할 수 있는 클램프 기구를 구비하고 있어도 좋다. 이렇게 지지부(91)에 클램프 기구를 설치함으로써 툴 플레이트(70)를 안정되게 지지할 수 있다.The support portion 91 has a flat plate shape, is coupled to the tool plate 70, and has a U-shaped groove 91a to support it. The support portion 91 may be provided with a clamp mechanism capable of fixing the tool plate 70. By installing a clamp mechanism on the support portion 91 in this way, the tool plate 70 can be stably supported.
상기 클램프 기구로서는, 예를 들면 전자기 홀더(電磁氣 holder)나 리니어 솔레노이드(linear solenoid)를 지지부(91)에 탑재해서 사용할 수 있다. 각각 툴 플레이트(70)를 지지부(91)에 고정할 때에, 전자기 홀더에 의한 흡착이나 리니어 솔레노이드에 의한 위치 고정을 실시하고, 툴 교환시에는 이를 해제하는 제어가 이루어진다.As the clamp mechanism, for example, an electromagnetic holder or a linear solenoid can be used by mounting it on the support portion 91. When each tool plate 70 is fixed to the support portion 91, suction is performed by an electromagnetic holder or position is fixed by a linear solenoid, and control is performed to release this when the tool is exchanged.
또한, 스프링 등을 이용한 클램프를 사용하더라도 좋다. 이 경우에, 예를 들면 클램프는 지지부(91)의 표면과 대향되도록 설치된다. 상기 클램프는, 지지부(91)와의 사이에 툴 플레이트(70)를 특정한 방향으로부터 삽입함으로써 협지할 수 있도록 구성된다. 그리고, 상기 특정한 방향과 역방향으로 발거함으로써 툴 교환을 할 수 있다. 이 경우에 고정/해제의 제어조작을 실시할 필요가 없다.Additionally, a clamp using a spring or the like may be used. In this case, for example, the clamp is installed so as to face the surface of the support portion 91. The clamp is configured to clamp the tool plate 70 between the support portion 91 by inserting it from a specific direction. And, tool exchange can be performed by removing in the direction opposite to the above-mentioned specific direction. In this case, there is no need to perform control operations for fixing/unlocking.
벽부(92)는 지지부(91)로부터 수직으로 설치되어 있으며 평판모양이다. 벽부(92)에는 마스터 플레이트(60)를 가압할 수 있다.The wall portion 92 is installed vertically from the support portion 91 and has a flat plate shape. The master plate 60 can be pressed against the wall portion 92.
벽부(92)는, 툴 플레이트(70)를 지지부(91)에 결합시켜 마스터 플레이트(60)를 툴 플레이트(70)에 연결했을 때에 3개의 안전핀(60)이 결합하는 노치(92a)를 구비하고 있다. 거치대(90)가 이 노치(92a)를 구비함으로써, 툴 플레이트(70)에 연결된 마스터 플레이트(60)를 벽부(92)로 가압하면, 스프링 부재(30)의 권취부(33a)가 압입되어서 마스터 플레이트(60)를 툴 플레이트(70)로부터 분리할 수 있다. 따라서 툴 교환시에, 마스터 플레이트(60) 및 툴 플레이트(70)를 분리해서 교환하는 것도, 일체적으로 교환하는 것도 가능하게 된다.The wall portion 92 is provided with a notch 92a into which three safety pins 60 engage when the tool plate 70 is coupled to the support portion 91 and the master plate 60 is connected to the tool plate 70. there is. Since the holder 90 is provided with this notch 92a, when the master plate 60 connected to the tool plate 70 is pressed against the wall portion 92, the winding portion 33a of the spring member 30 is pressed into the master plate 60. The plate 60 can be separated from the tool plate 70. Therefore, when exchanging tools, it is possible to replace the master plate 60 and the tool plate 70 separately or to replace them as one piece.
혹은, 마스터 플레이트(60) 및 툴 플레이트(70)를 분리하기 위해서, 벽부(92)에 지지부(91)에서의 실치위치를 이동시킬수 있는 이동기구를 구비하고 있어도 좋다. 이 구성에서는, 벽부(92)를 이동시켜서 마스터 플레이트(60)에 가압함으로써, 마스터 플레이트(60)와 툴 플레이트(70)를 분리할 수 있다.Alternatively, in order to separate the master plate 60 and the tool plate 70, the wall portion 92 may be provided with a moving mechanism that can move the actual position on the support portion 91. In this configuration, the master plate 60 and the tool plate 70 can be separated by moving the wall portion 92 and pressing it against the master plate 60.
[기타 실시형태][Other embodiments]
본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 상기 태양 이외에 여러 가지의 변경, 개량을 실시한 태양으로 실시할 수 있다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various embodiments other than the above-mentioned embodiments with various changes and improvements.
상기 실시형태에서는, 일방의 플레이트가 마스터 플레이트이고 타방의 플레이트가 툴 플레이트인 경우를 설명하였지만, 일방의 플레이트가 툴 플레이트이고 타방의 플레이트가 마스터 플레이트이더라도 좋다. 즉 상기 툴 교환장치는, 툴 플레이트가 일방의 면에 삽입오목부를 구비하고, 마스터 플레이트가 상기 툴 플레이트에 착탈 가능하며 연결상태에서 상기 삽입오목부에 삽입되는 기둥모양부를 구비하고 있고, 툴 플레이트 및 마스터 플레이트의 연결상태를 유지하는 스프링 부재를 더 구비하고 있어도 좋다.In the above embodiment, the case where one plate is a master plate and the other plate is a tool plate has been described, but one plate may be a tool plate and the other plate may be a master plate. That is, in the tool exchange device, a tool plate has an insertion concave portion on one side, a master plate is detachable from the tool plate and has a column-shaped portion inserted into the insertion concave portion in a connected state, and a tool plate and A spring member that maintains the connected state of the master plate may be further provided.
상기 실시형태에서는, 마스터 플레이트 및 툴 플레이트가 원통모양인 경우를 설명하였지만, 마스터 플레이트 및 툴 플레이트는 원통모양에 한정되는 것이 아니고, 그 형상은 툴의 용도에 대응해 적절하게 선택될 수 있다. 또한, 마스터 플레이트와 툴 플레이트가 동일한 형상인 것도 필요하지 않다.In the above embodiment, the case where the master plate and the tool plate are cylindrical has been described, but the master plate and the tool plate are not limited to the cylindrical shape, and their shapes can be appropriately selected according to the purpose of the tool. Additionally, it is not necessary for the master plate and tool plate to have the same shape.
상기 실시형태에서는, 기둥모양부가 그 중심축을 사이에 두고 대향하는 1쌍의 노치를 구비한 경우를 설명하였지만, 노치의 구성은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 1개의 노치가 기둥모양부의 주위를 둘러싸도록 형성되어도 좋다.In the above embodiment, the case where the columnar portion is provided with a pair of opposing notches with their central axis in between has been described. However, the configuration of the notches is not limited to this, and for example, one notch surrounds the columnar portion. It may be formed as follows.
또한, 노치의 형상도 기둥모양부의 정상면과 평행한 1쌍의 측벽과 1쌍의 측벽을 연결하는 저벽을 구비하는 형상에 한정되는 것은 아니다. 기둥모양부의 측면에 상기 기둥모양부의 정상부의 측면보다 중심축방향으로 오목하게 들어가고, 연결상태에서 스프링 부재가 결합할 수 있는 한에서는 임의의 형상을 채용할 수 있다.Additionally, the shape of the notch is not limited to a shape including a pair of side walls parallel to the top surface of the columnar portion and a bottom wall connecting the pair of side walls. Any shape can be adopted as long as the side surface of the pillar-shaped part is recessed in the central axis direction rather than the side surface of the top of the pillar-shaped part, and the spring member can be coupled in the connected state.
상기 실시형태에서는, 스프링 부재가 판스프링인 경우를 설명하였지만, 연결상태에서 기둥모양부를 그 중심축방향으로 가압할 수 있는 것이면 판스프링에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 선재(線材)로 구성된 스프링이더라도 좋다. 또한, 스프링 부재의 형상에 관해서도, 상기 실시형태의 형상에 한정되는 것이 아니라 다른 형상을 채용할 수 있다.In the above embodiment, the case where the spring member is a leaf spring has been described, but it is not limited to a leaf spring as long as it can press the column-shaped portion in the central axis direction in the connected state. For example, a spring made of wire. Even if it is, it’s okay. Additionally, the shape of the spring member is not limited to the shape of the above embodiment, and other shapes can be adopted.
상기 실시형태에서는, 연결상태에서 스프링 부재의 일부가 노출되는 창부를 설치하고, 상기 스프링 부재의 일부를 상기 창부의 외측으로부터 내측방향으로 가압함으로써, 상기 스프링 부재의 노치에 대한 결합을 해제하는 방법을 설명하였지만, 스프링 부재의 노치에 대한 결합을 해제하는 방법은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 스프링 부재를 중심축 외측방향으로 넓히는 전용(專用)의 해제기구를 설치하여도 좋다.In the above embodiment, a method of releasing the coupling of the spring member to the notch is provided by installing a window portion in which a portion of the spring member is exposed in the connected state, and pressing a portion of the spring member in the direction from the outside of the window portion to the inside. Although described, the method of releasing the coupling of the spring member to the notch is not limited to this. For example, a dedicated release mechanism may be provided to expand the spring member in the direction outside the central axis.
상기 제2실시형태에서는, 툴측 통신용 커넥터가 기둥모양부의 정상면에 설치된 오목부에 배치되는 구성을 설명하였지만, 통신용 커넥터의 배치위치는 이에 한정되지 않는다. 연결상태에서 서로 전기적으로 접속이 가능한 한에서는, 각 통신용 커넥터의 배치위치는 한정되지 않는다.In the second embodiment, the configuration in which the tool-side communication connector is disposed in the concave portion provided on the top surface of the pillar-shaped portion has been described, but the arrangement position of the communication connector is not limited to this. As long as they can be electrically connected to each other in the connected state, the placement position of each communication connector is not limited.
본 발명의 툴 교환장치는 유체의 공급을 실시하지 않더라도 마스터 플레이트와 툴 플레이트를 용이하게 착탈할 수 있다.The tool exchange device of the present invention can easily attach and detach the master plate and tool plate even without supplying fluid.
1, 2, 3
툴 교환장치
10
마스터 플레이트
10a
하부 마스터 보디
10b
상부 마스터 보디
11
삽입오목부
11a
삽입구
12
볼록부
13
회전정지부
14
홈
15
창부
16
볼트구멍
20
툴 플레이트
20a
툴 보디
21
기둥모양부
21a
정상부
21b
테이퍼부
22
노치
22a
제1측벽
22b
제2측벽
22c
저벽
23
결합구멍
30
스프링 부재
31
제1원호부
32
평면부
33
제2원호부
33a
권취부
34
제1접속부
35
제2접속부
36
오목부
40
마스터 플레이트
41
마스터측 통신용 커넥터
42
마스터측 접속단자
50
툴 플레이트
51
툴측 통신용 커넥터
52
툴측 접속단자
60
마스터 플레이트
61
안전핀
62
하니스
62a
커넥터
70
툴 플레이트
80
에어포트 모듈
81
마스터 에어포트
81a
오목부
81b
연결 볼록부
82
툴 에어포트
82a
오목부
90
거치대
91
지지부
91a
U자홈
92
벽부
92a
노치1, 2, 3 tool changer
10 master plate
10a lower master body
10b upper master body
11 Insertion recess
11a insertion hole
12 Convex portion
13 Rotation stop
14 home
15 prostitute
16 bolt hole
20 tool plate
20a tool body
21 Columnar part
21a summit
21b tapered part
22 notch
22a first side wall
22b second side wall
22c low wall
23 coupling hole
30 spring member
31 1st arc section
32 flat part
33 2nd arc section
33a winding unit
34 1st connection part
35 2nd connection part
36 recess
40 master plate
41 Master side communication connector
42 Master side connection terminal
50 tool plate
51 Connector for tool side communication
52 Tool side connection terminal
60 master plate
61 safety pin
62 harness
62a connector
70 tool plate
80 Airport Module
81 Master Airport
81a recess
81b connection convex portion
82 Tool Airport
82a recess
90 stand
91 support
91a U-shaped groove
92 wall
92a notch
Claims (6)
상기 마스터 플레이트 및 상기 툴 플레이트 중에서, 일방(一方)의 플레이트가 일방의 면(面)에 삽입오목부를 구비하고, 타방(他方)의 플레이트가 상기 일방의 플레이트에 착탈 가능하며 연결상태에서 상기 삽입오목부에 삽입되는 기둥모양부를 구비하고 있고,
상기 일방의 플레이트 및 상기 타방의 플레이트의 연결상태를 유지하는 스프링 부재를 더 구비하고,
상기 기둥모양부가 그 측면에, 상기 기둥모양부의 정상부(頂上部)의 측면보다 중심축방향으로 오목하게 들어가고, 연결상태에서 상기 스프링 부재가 결합하는 노치(notch)를 구비하고,
상기 스프링 부재가 연결상태에서 상기 기둥모양부를 그 중심축방향으로 가압하는
툴 교환장치.A tool exchange device comprising a master plate attached to a robot arm and a tool plate that is removably mounted on the master plate and to which a tool is attached. )as,
Of the master plate and the tool plate, one plate has an insertion concave portion on one surface, and the other plate is detachable from the one plate and has an insertion concave portion in a connected state. It is provided with a pillar-shaped part inserted into the part,
Further comprising a spring member that maintains the connection between the one plate and the other plate,
The column-shaped portion has a notch on its side that is recessed in the central axis direction rather than the side surface of the top portion of the column-shaped portion, and into which the spring member engages in the connected state,
The spring member presses the column-shaped portion in the direction of its central axis in the connected state.
Tool changer.
상기 기둥모양부가 그 중심축을 사이에 두고 대향하는 1쌍의 노치를 구비하고,
상기 노치가,
상기 기둥모양부의 측면으로부터 중심축방향으로 연장되는 1쌍의 측벽과,
상기 1쌍의 측벽의 상기 중심축측의 끝가장자리(端緣)를 연결하는 저벽(底璧)을 구비하고,
상기 1쌍의 측벽의 간격이 상기 저벽을 향해서 좁아지고 있는
툴 교환장치.According to paragraph 1,
The column-shaped portion has a pair of opposing notches with their central axes interposed,
The notch is
a pair of side walls extending in the central axis direction from the side surfaces of the column-shaped portion;
It is provided with a bottom wall connecting the end edges of the pair of side walls on the central axis side,
The gap between the pair of side walls narrows toward the bottom wall.
Tool changer.
상기 스프링 부재가 판스프링(板 spring)이고,
상기 기둥모양부의 중심축과 평행한 평면부를 구비하고,
상기 평면부의 폭이 상기 저벽에 있어서의 상기 1쌍의 측벽의 간격보다 큰
툴 교환장치.According to paragraph 2,
The spring member is a leaf spring,
It has a flat portion parallel to the central axis of the column-shaped portion,
The width of the flat portion is greater than the gap between the pair of side walls at the bottom wall.
Tool changer.
상기 일방의 플레이트가 연결상태에서 상기 스프링 부재의 일부가 노출되는 창부(窓部)를 구비하고,
상기 스프링 부재의 일부를 상기 창부의 외측으로부터 내측방향으로 가압함으로써, 상기 스프링 부재의 상기 노치에 대한 결합을 해제하는
툴 교환장치.According to any one of claims 1 to 3,
The one plate has a window portion through which a portion of the spring member is exposed when the plate is connected,
By pressing a portion of the spring member from the outside to the inside of the window portion, the coupling of the spring member to the notch is released.
Tool changer.
상기 기둥모양부의 정상부가 정상면(頂上面)으로부터 하방으로 직경이 커지는 테이퍼부(taper 部)를 구비하는 툴 교환장치.According to any one of claims 1 to 3,
A tool exchange device wherein the top portion of the column-shaped portion has a tapered portion whose diameter increases downward from the top surface.
상기 마스터 플레이트 및 상기 툴 플레이트가, 연결상태에서 서로 전기적으로 접속되는 통신용 커넥터를 각각의 내부에 구비하는 툴 교환장치.According to any one of claims 1 to 3,
A tool exchange device wherein the master plate and the tool plate each have a communication connector inside them that is electrically connected to each other in a connected state.
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