JPH04289090A - オートツールチェンジャー機構 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロボットアームにより
、搬送されてくる部品を持ち上げて作業台の上に載置す
る際において、部品の大きさや操作する工具の大きさが
異なる場合において、チャックの大きさをロボットアー
ムが自動的に交換することができるように構成したオー
トツールチェンジャー機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ロボットアームに関する技術
は公知であり、また該ロボットアームに付着するツール
の脱着機構は公知とされているのである。しかし、従来
は該ロボットアームに対して、ツールを交換する場合に
は、その都度、補助者がロボットアームとツールの間の
ボルトを外して交換を行っていたのである。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】本発明はこのようにロボット
アームに対し装着するツールも自動的に交換を可能とす
るものであり、このツールの交換もロボットアームに記
憶させることにより、自動搬送により送られてくる部品
に対して、異なるツールを装着した状態で作業を行うこ
とが出来るように構成したものである。これにより、数
工程のツールの異なる組み立てや加工工程を、１台のロ
ボットアームにより部品供給したり、組み立てや加工作
業を行うことが出来るので、ロボットアームの台数を減
少し、また同じ工程において、数種類の異なる作業を行
うことが出来るので、全体のラインを短くすることが出
来るように構成したものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の解決すべき課題
は以上の如くであり、次に該課題を解決する手段を説明
する。即ち、ロボットアームＡに固定するロボット側チ
ャック２の側に、圧縮空気を導入して伸縮する２組のア
クチュエータ８・９を設け、一方の脱着用アクチュエー
タ８により、ワーク側チャック３の脱着を可能とし、他
方のアクチュエータ９により、ワーク側チャック３に支
持した作業ツール部１ａ・１ｂを操作すべく構成したも
のである。

【０００５】

【作用】次に本発明の作用を説明する。即ち、ロボット
アームＡの先端には、本発明のオートツールチェンジャ
ー機構の中の、ロボット側チャック２の側がボルトやナ
ットにより固定されている。このロボットアームＡとロ
ボット側チャック２の間の固定部分は、作業の間中は脱
着しないのである。そして、ロボット側チャック２の先
端にワーク側チャック３が脱着可能とされている。該ロ
ボット側チャック２には、圧縮空気パイプが２本の連結
されており、該２本の圧縮空気パイプから、記憶された
間隔毎に空気が供給されて、脱着用アクチュエータ８と
、作業用アクチュエータ９を伸縮する。該作業用アクチ
ュエータ９により、ワーク側チャック３に装備された、
作業ツール部１ａ・１ｂを回動開閉または摺動開閉等の
操作を行う。その他に作業ツール部１ａ・１ｂにおいて
は、回転や上下等の作業をさせることも出来る。

【０００６】

【実施例】次に本発明の作用を説明する。図１はロボッ
トアームＡとツールホルダー２２の配置関係を示す平面
図、図２は同じく側面図、図３はロボット側チャック２
とワーク側チャック３の部分の側面断面図、図４は同じ
く正面断面図、図５はロボット側チャック２の側面断面
図、図６は同じく正面断面図、図７はロボット側チャッ
ク２の平面断面図、図８は同じくアクチュエータのシリ
ンダ部分の平面断面図、図９は脱着爪７ａ・７ｂ部分の
平面断面図、図１０はワーク側チャック３に設けた作業
ツール部１ａ・１ｂのツール取付体６ａ・６ｂ部分の側
面断面図、図１１は同じくツール取付体６ａ・６ｂの部
分の下面図、図１２は同じく側面断面図、図１３はツー
ルホルダー２２の平面図、図１４はツールホルダー２２
の側面断面図である。

【０００７】図１と図２において、ロボットアームＡと
ツールホルダー２２の関係を説明する。図１と図２に示
したロボットアームＡは水平多関節系であり、４軸の動
きを可能としている。そして先端に本発明のオートツー
ルチェンジャー部分を固設し、この軸を上下動可能とし
ている。図１においては平面視に於けるロボットアーム
Ａの先端の回動位置を示しており、この範囲内において
移動し、オートツールチェンジャー機構の部分を上下動
することが出来る。そして該ロボットアームＡの可動範
囲内の加工工程から離れた位置に、複数のツールホルダ
ー２２を配置しており、該ツールホルダー２２に保持し
たワーク側チャック３の部分交換脱着して、部品に対す
る作業部分に移動する。ツールホルダー２２には、不必
要なワーク側チャック３の部分を保持しておく機構が設
けられており、該ツールホルダー２２の内部にワーク側
チャック３の部分を挿入して固定し、ロボット側チャッ
ク２とワーク側チャック３の間を外して、次に他のツー
ルホルダー２２に保持されている別のワーク側チャック
３をロボット側チャック２と係合させる。このような操
作はすべて、ロボットアームＡ操作ソフトにより記憶さ
れている。

【０００８】図３・図４においては、ロボット側チャッ
ク２とワーク側チャック３を装着した状態が図示されて
おり、図５・図６においては、ワーク側チャック３を外
したロボット側チャック２の部分のみが開示されている
。ロボット側チャック２の上端の部分は、前記したロボ
ットアームＡの上下軸の部分の下端にボルトやナットに
より固定されているのである。そして該ロボット側チャ
ック２の圧縮空気孔２５・２４の部分等に、圧縮空気パ
イプが連結されており、一定のシーケンス回路により記
憶された間隔毎に、圧縮空気が図８に示すシリンダ孔２
ａ・２ｂに供給される。該シリンダ孔２ａには、作業用
アクチュエータ９が嵌装されており、シリンダ孔２ｂ・
２ｂには、左右の脱着用アクチュエータ８・８が嵌装さ
れている。図５において示す如く、作業用アクチュエー
タ９の上下動により、該作業用アクチュエータ９の下端
に設けられた、係止溝１１が上下する。該係止溝１１内
には、ツール操作ベルクランク１３ａ・１３ｂの上下動
ローラ５ａ・５ｂが嵌入しており、作業用アクチュエー
タ９の上下動により、ツール操作ベルクランク１３ａ・
１３ｂが回動する。該ツール操作ベルクランク１３ａ・
１３ｂの下端の部分には、ツール取付体６ａ・６ｂの係
止溝に嵌入するツールローラ４ａ・４ｂが設けられてお
り、該ツールローラ４ａ・４ｂが水平方向に開閉操作さ
れる。

【０００９】そして該ツールローラ４ａ・４ｂは図３と
図４に示す如く、ツール取付体６ａ・６ｂの上部の係止
溝２６・２６に嵌入しており、作業用アクチュエータ９
の伸縮により、ツール取付体６ａ・６ｂが左右に開閉操
作される。該ツール取付体６ａ・６ｂに、作業ツール部
１ａ・１ｂが固定されており、該作業ツール部１ａ・１
ｂの開閉により、部品の挟持・解除が可能としている。 該ツール取付体６ａ・６ｂに装着する作業ツール部１ａ
・１ｂは、種々交換することが出来る。またツール取付
体６ａ・６ｂ自体を、回転や回動や摺動や上下動等の移
動体に交換し、ツールローラ４ａ・４ｂの回動を、色々
の作業に交換することが出来るのである。ツール操作ベ
ルクランク１３ａ・１３ｂは枢支軸１２ａ・１２ｂに枢
支されている。

【００１０】また図４と図６に示す如く、ロボット側チ
ャック２とワーク側チャック３の脱着を可能としている
。即ち、ロボット側チャック２内の左右のシリンダ孔２
ｂに、２本の脱着用アクチュエータ８が嵌入されており
、該脱着用アクチュエータ８の下端が、脱着爪７ａ・７
ｂの上端を押すべく構成している。該脱着爪７ａ・７ｂ
は枢支軸１０・１０に枢支されており、他端は、ワーク
側チャック３の上部に設けられた、脱着係合溝１５に嵌
入可能な爪部に構成されている。該脱着用アクチュエー
タ８により脱着爪７ａ・７ｂの爪部を押圧して脱着係合
溝１５内に係合させることにより、ロボット側チャック
２とワーク側チャック３の装着が出来る。図７・図９に
おいて示す如く、左右の脱着爪７ａ・７ｂは付勢バネ１
４・１４により付勢されており、常時は脱着爪７ａ・７
ｂが開いて、ロボット側チャック２とワーク側チャック
３との間を解除する方向に付勢している。また図８にお
いてはシリンダ孔２ａ・２ｂの位置を示しており、また
図９においては、枢支軸１０・１０の状態が開示されて
いる。

【００１１】図１０・図１１・図１２は、ロボット側チ
ャック２の部分の構成を示しており、ツール取付体６ａ
・６ｂは、摺動軸１６・１６の上に嵌装されて、左右の
摺動可能とされている。該ツール取付体６ａ・６ｂが常
時内側に付勢バネ１７・１７により付勢されている。該
ツール取付体６ａ・６ｂの係止溝２６・２６の部分にツ
ールローラ４ａ・４ｂが嵌入しているのである。ロボッ
ト側チャック２を一端外して、再度ロボット側チャック
２とワーク側チャック３を装着する場合においては、ツ
ールローラ４ａ・４ｂを最内側に位置させて近接させる
ことにより、係止溝２６・２６が最内側に配置されるべ
く付勢バネ１７・１７が押しているので、必ずツールロ
ーラ４ａ・４ｂと係止溝２６・２６が嵌装可能とされて
いる。また摺動軸１６・１６に外嵌されたツール取付体
６ａ・６ｂを下方から抜け止め支持し、摺動面を構成す
る接当板２７・２７が下面から固定ボルト１８により固
定されている。

【００１２】図１３・図１４においては、ツールホルダ
ー２２の機構が開示されている。該ツールホルダー２２
には、ロボット側チャック２が常時所定の位置に保持さ
れるように、位置決めアクチュエータ２１が設けられて
おり、該位置決めアクチュエータ２１の先端の突起２０
がワーク側チャック３の外周に設けた位置決め嵌合凹部
３６に嵌合することにより、ワーク側チャック３が位置
を変更しないように、ツールホルダー２２に対し保持す
べく構成している。該ツールホルダー２２は複数台を、
ロボットアームＡの周囲に配置しており、夫々の位置に
、種類の相違するワーク側チャック３が保持されている
。

【００１３】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するものである。即ち、ロボットアーム
Ａの上下軸の部分にロボット側チャック２の側を付設す
ることにより、ワーク側チャック３の側の部分は、ツー
ルホルダー２２に複数台を保持しておけば、自動的にロ
ボットアームＡがワーク側チャック３を交換して、作業
に合ったツールを選択し、ライン上で異なる種類の作業
を行うことが出来るので、ロボットアームＡの台数を少
なくすることが出来るのである。またロボット側チャッ
ク２の側に脱着用アクチュエータ８と作業用アクチュエ
ータ９を設けているので、ロボットアームＡの側に、ワ
ーク側チャック３を脱着する機構を具備する必要がなく
、ロボットアームＡは量産品を使用出来るので、コスト
を安くすることが出来るのである。またロボット側チャ
ック２の側にツールローラ４ａ・４ｂと、ワーク側チャ
ック３の側のツール取付体６ａ・６ｂの形状を変更する
ことにより、摺動挟持の他に、回動挟持や、回動や押動
等の色々の作業体系に変更することが出来るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロボットアームＡとツールホルダー２２の配置
関係を示す平面図である。

【図２】同じく側面図である。

【図３】ロボット側チャック２とワーク側チャック３の
部分の側面断面図である。

【図４】同じく正面断面図である。

【図５】ロボット側チャック２の側面断面図である。

【図６】同じく正面断面図である。

【図７】ロボット側チャック２の平面断面図である。

【図８】同じくアクチュエータのシリンダ部分の平面断
面図である。

【図９】脱着爪７ａ・７ｂ部分の平面断面図である。

【図１０】ワーク側チャック３に設けた作業ツール部１
ａ・１ｂのツール取付体６ａ・６ｂ部分の側面断面図で
ある。

【図１１】同じくツール取付体６ａ・６ｂの部分の下面
図である。

【図１２】同じく側面断面図である。

【図１３】ツールホルダー２２の平面図である。

【図１４】ツールホルダー２２の側面断面図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ　　作業ツール部 ２　　ロボット側チャック ３　　ワーク側チャック ４ａ，４ｂ　　ツールローラ ５ａ，５ｂ　　上下動ローラ ６ａ，６ｂ　　ツール取付体 ７ａ，７ｂ　　脱着爪 ８　　脱着用アクチュエータ ９　　作業用アクチュエータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ロボットアームＡに固定するロボット
   側チャック２の側に、圧縮空気を導入して伸縮する２組
   のアクチュエータ８・９を設け、一方の脱着用アクチュ
   エータ８により、ワーク側チャック３の脱着を可能とし
   、他方のアクチュエータ９により、ワーク側チャック３
   に支持した作業ツール部１ａ・１ｂを操作すべく構成し
   たことを特徴とするオートツールチェンジャー機構。