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WO2023233859A1 - 工具交換装置、連結ユニット及びモジュールユニット - Google Patents

工具交換装置、連結ユニット及びモジュールユニット Download PDF

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Publication number
WO2023233859A1
WO2023233859A1 PCT/JP2023/015954 JP2023015954W WO2023233859A1 WO 2023233859 A1 WO2023233859 A1 WO 2023233859A1 JP 2023015954 W JP2023015954 W JP 2023015954W WO 2023233859 A1 WO2023233859 A1 WO 2023233859A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
main body
fitting
module
unit
connection unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/015954
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
健太 松岡
良介 松本
博己 菊地
Original Assignee
ニッタ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ニッタ株式会社 filed Critical ニッタ株式会社
Priority to CN202380021670.9A priority Critical patent/CN118829526A/zh
Priority to US18/839,541 priority patent/US20250162173A1/en
Publication of WO2023233859A1 publication Critical patent/WO2023233859A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/04—Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0025—Means for supplying energy to the end effector
    • B25J19/0029—Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0025—Means for supplying energy to the end effector
    • B25J19/0029—Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements
    • B25J19/0033—Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements with axial connectors in end effector flange
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0009—Constructional details, e.g. manipulator supports, bases

Definitions

  • the present invention relates to a tool changer, a connection unit, and a module unit.
  • a device including a first connecting unit attached to the robot body side and a second connecting unit attached to the tool side is disclosed (for example, Patent Document 1 ).
  • the protrusion provided on the connection surface of the first connection unit is inserted into the connection hole provided in the connection surface of the second connection unit, and with the connection surfaces in contact with each other, The first connection unit and the second connection unit are connected by the cam of the protrusion engaging with the engagement part on the inner surface of the connection hole.
  • a removable module unit is installed depending on the purpose of use of the robot and the type of tool. For example, a cable or tube from the robot body is connected to the tool via the module unit. .
  • cables, tubes, etc. are connected between the robot body and the tool using a module unit, and for example, electricity, water, air, etc. are passed from the robot body side to the tool side via the module unit. Supplied.
  • FIG. 6 shows a schematic diagram for explaining an attachment structure for attaching the module unit 104 to the connection unit 100 in a conventional tool changer.
  • one of the first connection unit and the second connection unit of the tool exchanger is shown as a connection unit 100.
  • the connection unit 100 is provided with a module attachment part 102 on the side surface 101a of the connection unit main body 101, and a module unit 104 is detachably attached to the module attachment part 102.
  • the connecting unit 100 is positioned by the first connecting surface 20 coming into contact with one connecting unit (not shown) and the positioning pin 28 being inserted into a hole provided corresponding to one connecting unit.
  • the module mounting part 102 includes a plate-shaped cantilevered protrusion 105 extending in the circumferential direction on the side surface 101a of the connecting unit main body 101, and a connecting unit side step part 106 forming an L-shaped cross-sectional step with the cantilevered protruding part 105. is formed.
  • a positioning through hole 115 for positioning the module unit 104 and a screw hole 113 into which a bolt 110 inserted through the module unit 104 is screwed are formed in the cantilever protrusion 105 so as to penetrate through its thickness. ing.
  • the module unit 104 has a rectangular parallelepiped module body 109 with a predetermined thickness, and a connector 61 to which a cable, tube, etc. is connected is provided on one side of the module unit body 109. . Further, the module unit main body 109 has a module unit side step part 120 formed on a surface 109a shown as the lower surface in FIG. 6 and having a step-shaped cross section to which the module attachment part 102 can be detachably attached. The module unit main body 109 has a plurality of through holes 112 that penetrate through the thickness in the area where the module unit side stepped portion 120 is formed, and a positioning hole that is fitted into the positioning through hole 115 of the module mounting portion 102. A pin 121 is provided.
  • the module unit 104 When attaching the module unit 104 to the module attachment part 102 of the connection unit 100, the module unit 104 is attached so that the module unit side stepped part 120 of the module unit 104 is engaged with the cantilever protrusion 105 of the module attachment part 102. It is placed in a holding state. At this time, the module unit 104 attaches to the module mounting portion 102 by fitting the positioning pin 121 provided in the formation area of the module unit side step portion 120 into the positioning through hole 115 formed in the cantilever protrusion 105. It is accurately positioned and temporarily fixed in a cantilevered state.
  • the bolt 110 is communicated from the through hole 112 formed in the module unit 104 to the screw hole 113 of the cantilever protrusion 105, and the bolt 110 is screwed into the screw hole 113 of the cantilever protrusion 105. be done.
  • the module unit 104 is fixed on the cantilever protrusion 105 of the module mounting portion 102 in a cantilever structure.
  • the cantilever on which the module unit 104 is placed is attached so that it can withstand the weight of the module unit 104.
  • the surface area of the protruding portion 105 needs to be increased, and the module mounting portion 102 becomes larger accordingly.
  • the module mounting part 102 becomes larger, the module unit 104 fixed to the module mounting part 102 also becomes larger, and when used in a robot that works in a narrow space, the module unit 104 This may cause problems such as interference with peripheral devices.
  • the increase in weight due to the enlargement of the module unit 104 may exceed the load capacity that can be used by the robot. Therefore, it is desired to reduce the size of the module unit 104.
  • the present invention has been made in consideration of the above points, and it is possible to suppress damage to the fixed part due to external load more than before when the module unit is fixed to the module mounting part of the connecting unit main body. It is an object of the present invention to provide a tool changing device, a connection unit, and a module unit that can be used to change the size of the module unit.
  • the tool changer according to the present invention includes a first connection unit that is attached to either the main body side or the tool side of the device, and a first connection unit that is attached to the other of the main body side or the tool side and is connectable to the first connection unit.
  • a second connection unit a module mounting part provided on a side surface of at least one of the connection unit main bodies of the first connection unit and the second connection unit; and a cable.
  • a module unit provided with a connector to which a tube can be connected and detachably attached to a side surface of the connection unit main body via the module attachment part, the module attachment part being attached to the side surface of the connection unit main body.
  • the module unit has a first fitting part having a convex or concave cross section extending in the circumferential direction along the side surface, and the module unit has a second fitting part having a concave or convex cross section that can be fitted into the first fitting part.
  • the first fitting portion or the second fitting portion having a concave cross section connects the second fitting portion or the first fitting portion having a convex cross section to the connection unit main body.
  • a plurality of pins are connected to the first fitting part and the second fitting part which are held and fitted from the thickness direction perpendicular to the circumferential direction of the connecting unit body, and are fixed to the side surface of the connection unit main body.
  • connection unit has a configuration that can be connected to one of the connection units attached to either the main body side or the tool side of the device, and is attached to the other of the main body side and the tool side.
  • a connecting unit of a tool changer in which a connecting unit main body and a module unit provided on a side surface of the connecting unit main body and a connector to which a cable or a tube can be connected are attached to and detached from the side surface of the connecting unit main body.
  • the module attachment part having a first fitting part having a convex or concave cross section and extending in the circumferential direction along the side surface of the connection unit main body;
  • the first fitting portion has a configuration capable of fitting into a second fitting portion provided in the module unit and having a concave or convex cross section, and the first fitting portion or the second fitting portion has a concave cross section.
  • the mating part holds the second mating part or the first mating part, which has a convex cross section, from the thickness direction perpendicular to the circumferential direction of the connection unit main body, and the first mating part and the mating part are fitted together.
  • a plurality of pins are communicated with the second fitting part to fix the module unit to a side surface of the connection unit main body.
  • the module unit according to the present invention includes a first connecting unit that is attached to either the main body side or the tool side of the device, and a first connecting unit that is attached to the other of the main body side or the tool side and connectable to the first connecting unit.
  • a module unit main body is provided with a connector that is detachably attached to the side surface of the connection unit main body via a module attachment part provided on the side surface of the connection unit main body, and to which a cable or tube can be connected;
  • the module unit main body has a cross section that can be fitted into a first fitting part provided in the module mounting part and having a convex or concave cross section and extending in the circumferential direction along the side surface of the connecting unit main body.
  • It has a second fitting part having a concave or convex cross section, and the first fitting part or the second fitting part having a concave cross section is connected to the second fitting part or the first fitting part having a convex cross section.
  • a plurality of pins are connected to the fitted first fitting part and the second fitting part by sandwiching the fitting part from the thickness direction orthogonal to the circumferential direction of the connecting unit main body, and Fixed to the side.
  • the connecting unit main body and the module unit can be firmly fixed.
  • the module unit is fixed to the holder, it is possible to suppress damage to the fixed part due to an external load more than before.
  • the first fitting portion and the second fitting portion is sandwiched from the thickness direction, it is possible to downsize the module unit fixed to the module attachment portion of the connection unit main body.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an industrial robot to which a tool changing device according to the present embodiment is applied. It is a schematic diagram showing the composition when a module unit is attached to a connection unit. It is a schematic diagram showing the composition when a module unit is removed from a connection unit.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross-sectional configuration taken along line AA' in FIG. 2; It is a graph showing the results of a rigidity test.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a mounting structure for mounting a module unit to a connection unit in a conventional tool changer.
  • FIG. 1 shows an example in which a tool changer 10 according to the present embodiment is used as a device in an industrial robot 1.
  • the industrial robot 1 is installed on a base 8 parallel to the xy plane, and a tool 16 is attached to the tip of an arm 12 via a tool changer 10.
  • the industrial robot 1 moves the arm 12 in the x direction, the y direction, and the z direction in the height direction, which is the normal direction of the It has a configuration that allows the mounted tool 16 to be moved to a desired position.
  • the tool changer 10 includes a first connecting unit 14a fixed to the tip of the arm 12 of an industrial robot 1 serving as a main body, and a first module unit detachably fixed to the first connecting unit 14a. 50a, a second connection unit 14b fixed to the tool 16, and a second module unit 50b detachably fixed to the second connection unit 14b.
  • the first connection unit 14a and the second connection unit 14b have plate-shaped connection unit bodies 13 and 15 that are made of metal such as aluminum and have a predetermined thickness.
  • the connection unit body 13 of the first connection unit 14a has a first connection surface 20, and the connection unit body 15 of the second connection unit 14b has a second connection surface 24.
  • the first connection unit 14a is connected such that the first connection surface 20 contacts the second connection surface 24 of the second connection unit 14b.
  • the first connecting surface 20 and the first fixing surface 17 facing each other are removably fastened to the tip of the arm 12 by bolts (not shown).
  • the first connecting unit 14a is a first module unit to which a cable 54 routed from the industrial robot 1 or other peripheral equipment is connected to the side surface between the first connecting surface 20 and the first fixing surface 17. 50a is detachably fixed.
  • the first module unit 50a is provided with a first connection connector 52 that can be connected to a second module unit 50b, which will be described later, when the first connection unit 14a and the second connection unit 14b are connected.
  • the second connecting surface 24 and the second fixing surface 19 facing each other are removably fastened to the tool 16 by bolts (not shown).
  • a second module unit 50b is detachably fixed to the side surface of the second connection unit 14b between the second connection surface 24 and the second fixation surface 19.
  • one end of a cable 55 is connected to the tool 16, and the other end of the cable 55 is connected to the second module unit 50b.
  • the second module unit 50b is arranged to face the first module unit 50a provided in the first connection unit 14a so as to be in contact with the first module unit 50a provided in the first connection unit 14a when the first connection unit 14a and the second connection unit 14b are connected. located at the location.
  • the second module unit 50b is provided with a second connection connector 53 connectable to the first connection connector 52 of the first module unit 50a on the surface facing the first module unit 50a.
  • the first connection connector 52 and the second connection connector 53 are connected when the first connection unit 14a and the second connection unit 14b are connected.
  • the first connecting connector 52 and the second connecting connector 53 electrically connect the first module unit 50a and the second module unit 50b, for example.
  • FIG. 1 shows an example in which a spot welding gun is used as the tool 16, and the spot welding gun is operated by electric power supplied from the tool changer 10 via a cable 55 to weld a workpiece (not shown). be able to. Note that when performing various types of work using such an industrial robot 1, although not shown in FIG. 1, a plurality of different types of tools with the second connection unit 14b attached are prepared on the mounting table. ing.
  • a first connection unit 14a fixed to the arm 12 and a second connection unit 14b fixed to the tool 16 are separated, and another second connection unit to which another tool (not shown) is fixed is connected.
  • the tool attached to the arm 12 can be freely replaced depending on the content of the work.
  • the first module unit 50a and the second module unit 50b are, for example, a power supply module unit provided with only a power supply connector to which a cable is connected, or a signal module unit provided with only a signal connector. , a servo motor module unit equipped with a power supply connector and a signal connector, a water supply module unit equipped with a water supply connector to which a tube is connected instead of a cable, and an air supply module unit to which a tube is also connected.
  • Various module units equipped with other connectors can be applied, such as an air supply module unit equipped with a connector for this purpose.
  • the tool changer 10 uses the first module unit 50a and the second module unit 50b that have optimal connectors depending on the type of the tool 16, thereby supplying power to the tool 16, Transmission of signals, supply of water and air, etc. can be performed via the first module unit 50a and the second module unit 50b.
  • cables 54 and 55 capable of supplying power are connected to the tool changer 10.
  • a cable for transmitting and receiving control signals or a tube capable of supplying fluid such as air or water may be connected to the tool changer 10 in place of the cables 54, 55.
  • the configurations of the first connecting connector 52 and the second connecting connector 53 are also appropriately changed to include signal pins, piping, and the like.
  • connection unit and module unit 50a there is an attachment structure between the first connection unit 14a and the first module unit 50a, and an attachment structure between the second connection unit 14b and the second module unit 50b. Since they have the same mounting structure, the following description will focus on the mounting structure between the first connection unit 14a and the first module unit 50a.
  • the first connection unit 14a will be simply referred to as a connection unit 14a
  • the first module unit 50a will be simply referred to as a module unit 50a.
  • a case will be described in which a servo motor module unit provided with a power supply connector and a signal transmission connector is applied.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration when the module unit 50a is attached to the connection unit 14a.
  • the connecting unit 14a has a plate-shaped connecting unit main body 13 having a predetermined thickness and a polygonal outer shape, and has an engaging portion 22 protruding from the first connecting surface 20 at the center of the connecting unit main body 13. is provided.
  • the engaging portion 22 has an engaging mechanism including a cam.
  • the connecting unit 14 a is provided with a plurality of positioning pins 28 protruding from the first connecting surface 20 around the engaging portion 22 .
  • the plurality of positioning pins 28 are inserted into holes provided in the other connecting unit 14b when connecting the connecting unit 14a to a second connecting unit (hereinafter simply referred to as another connecting unit) 14b.
  • the connecting unit 14a is positioned relative to the other connecting unit 14b.
  • connection unit main body 13 is provided with a connector (electrical block (core contact type electrical contact using spring contact pins)) 23 consisting of a plurality of signal pins at a predetermined position on the first connection surface 20.
  • a connector electrical block (core contact type electrical contact using spring contact pins)
  • the connector 23 can be electrically connected to the connector of the other connecting unit 14b.
  • the connecting unit 14a is separated from the other connecting unit 14b, the connector 23 is released from contact with the connector of the other connecting unit 14b.
  • the connecting unit 14a is provided with a plurality of through holes 43 into which bolts (not shown) for fixing to the tip of the arm 12 are inserted.
  • the connection unit 14a has a module attachment portion 56a formed on the side surface 13a disposed between the first connection surface 20 and the first fixing surface 17 of the connection unit main body 13, and the module attachment portion 56a is connected to the module unit through the module attachment portion 56a.
  • 50a is provided.
  • FIG. 2 in addition to the module unit 50a being attached to the module attachment part 56a provided on the side surface 13a of the connection unit body 13, there is also a module attachment part provided on the other side surface of the connection unit body 13. Another module unit 50c is also attached to 56b.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration when the module unit 50a is removed from the connection unit 14a.
  • the module attachment portion 56a includes a first fitting portion 57 whose longitudinal direction extends in the circumferential direction of the side surface 13a of the connection unit main body 13 and a convex cross-section, and a bolt 68a or shoulder bolt to be described later.
  • a through hole 68c and an insertion hole 69c (FIG. 3) into which the 69a is inserted are provided.
  • the first fitting portion 57 includes a plate-shaped protrusion 58a whose longitudinal direction extends in the circumferential direction of the side surface 13a of the connecting unit main body 13, and a plate-shaped protrusion 58a whose cross section is quadrilateral. , step portions 58b and 58c running parallel to each other in the circumferential direction with the protrusion 58a in between.
  • the through hole 68c is formed in the protrusion 58a so as to penetrate through the thickness of the protrusion 58a, and is formed into which a bolt 68a can be inserted.
  • the insertion hole 69c is formed in the protrusion 58a without penetrating the thickness of the protrusion 58a, and is formed so that the shoulder bolt 69a can be inserted therein.
  • FIG. 2 shows an example in which a servo motor module unit provided with a motor power supply connector 61a and a coupling connector 52a, and a signal transmission connector 61b and a coupling connector 52b is applied as the module unit 50a.
  • the module unit 50a has a rectangular parallelepiped module main body 60 with a predetermined thickness, and a power supply connector 61a and a coupling connector 52a, and a signal transmission connector are installed at predetermined locations on the module unit main body 60. 61b and a connecting connector 52b are provided.
  • the first connection connector 52 shown in FIG. 1 is shown as a connection connector 52a for power feeding and a connection connector 52b for signal transmission.
  • the connectors 61a and 61b are provided, for example, on a side surface 60a facing a second fitting part 62, which will be described later. are connected as follows.
  • the module unit 50a is connected to a peripheral device via a cable 54 by connectors 61a and 61b, and can receive power supply and control signals from the peripheral device.
  • the connecting connectors 52a and 52b are provided on a connecting surface 60b facing another module unit 50b attached to another connecting unit 14b.
  • the connecting connectors 52a and 52b connect other modules attached to the other connecting unit 14b.
  • the unit 50b is electrically connected to the corresponding power supply connection connector and signal reception connection connector (second connection connector 53 shown in FIG. 1). Note that the connection connectors 52a and 52b are released from contact with the second connection connector 53 of the other module unit 50b when the connection unit 14a is separated from the other connection unit 14b.
  • a second fitting part 62 with a concave cross section that can fit into the first fitting part 57 is formed on a side surface 60c that is attached to the connection unit 14a.
  • the second fitting portion 62 includes a first protruding end portion 64a and a second protruding end portion 64b whose longitudinal direction runs parallel to the circumferential direction of the side surface 60c of the module unit main body 60, and a module unit main body whose longitudinal direction is perpendicular to the circumferential direction. It has a groove 64c that extends in the circumferential direction and is sandwiched between the first protruding end 64a and the second protruding end 64b in the thickness direction of the groove 60.
  • a hollow part 64d (FIG. 3) of the groove part 64c sandwiched between the first protruding end part 64a and the second protruding end part 64b running in parallel forms a protrusion having a quadrilateral cross section of the first fitting part 57. It is formed to have a quadrilateral cross section in accordance with the outer shape of the portion 58a.
  • the second fitting part 62 is configured such that the protrusion 58a of the first fitting part 57 can fit into the hollow part 64d of the groove 64c sandwiched between the first protrusion 64a and the second protrusion 64b. has been done.
  • the first protruding end portion 64a and the second protruding end portion 64b are thick plate-shaped protrusions, and when the protruding portion 58a of the first fitting portion 57 fits into the groove portion 64c, the first protruding end portion 64a and the second protruding end portion 64b The opposing inner surfaces of the second projecting end portions 64b are formed to abut against the opposing outer surfaces of the protruding portions 58a of the first fitting portions 57. Thereby, when the second fitting part 62 is fitted with the first fitting part 57, the first protruding end part 64a and the second protruding end part 64b connect the protruding part 58a of the first fitting part 57 to the connecting unit.
  • the main body 13 and the module unit main body 60 are sandwiched and held from the thickness direction.
  • the first protruding end portion 64a is provided with through holes 68b and 69b (FIG. 3) through which a bolt 68a or a shoulder bolt 69a (described later) is inserted, respectively, so as to pass through the thickness thereof.
  • the through holes 68b and 69b formed in the first protruding end part 64a are inserted into the through hole 68c and the insertion hole 69c of the first fitting part 57.
  • a hole is drilled in a position that communicates with each other.
  • a screw hole 68d (FIG. 3) into which the bolt 68a inserted through the through holes 68b and 68c is screwed is provided in the second protruding end portion 64b so as to pass through its thickness.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA' in FIG. 2, showing the configuration when the module unit 50a is attached to the connection unit 14a.
  • FIG. 2 FIG. 3, and FIG.
  • a through hole 68b drilled, a through hole 68c drilled in the protrusion 58a of the first fitting part 57, and a screw hole 68d bored in the second protruding end 64b of the second fitting part 62.
  • the first protruding end 64a of the second fitting part 62, the protruding part 58a of the first fitting part 57, and the second protruding end 64b of the second fitting part 62 are communicated with each other.
  • the bolt 68a fixes the fitted first fitting part 57 and second fitting part 62.
  • the bolt 68a has a head 70a, a threaded part 70b connected to the head 70a, and a threaded part 70b that has a smaller diameter than the threaded part 70b and is connected to the threaded part 70b. and a threaded portion 70c at the tip.
  • the head 70a and threaded portion 70b of the bolt 68a are inserted into the through hole 68b of the first projecting end 64a, and the threaded portion 70b of the bolt 68a is inserted into the through hole 68c of the projecting portion 58a.
  • a threaded portion 70c of a bolt 68a is screwed into a threaded hole 68d of the bolt 64b.
  • the shoulder bolt 69a When the second fitting part 62 is fitted with the first fitting part 57, the shoulder bolt 69a is connected to a through hole 69b drilled in the first protruding end 64a of the second fitting part 62, and the first fitting part 69a. It is sequentially inserted into the insertion hole 69c formed in the protrusion 58a of the joint part 57, and is communicated with the first protrusion 64a of the second fitting part 62 and the protrusion 58a of the first fitting part 57. Thereby, the shoulder bolt 69a fixes the fitted first fitting part 57 and second fitting part 62.
  • the shoulder bolt 69a has a head 71a, a cylindrical or cylindrical fitting body 71b connected to the head 71a, and a diameter smaller than the fitting body 71b and connected to the fitting body 71b. and a threaded portion 71c at the tip.
  • the head 71a and the fitting body 71b of the shoulder bolt 69a are inserted into the through hole 69b in the first protrusion 64a, and the fitting body 71b of the shoulder bolt 69a is inserted into the fitting region of the insertion hole 69c in the protrusion 58a.
  • the shoulder bolt 69a is inserted, and the threaded portion 71c of the shoulder bolt 69a is screwed into the screwing region of the insertion hole 69c.
  • the shoulder bolt 69a provided with the fitting body part 71b is used, and the second fitting part 62 can be accurately positioned on the first fitting part 57 by the fitting body part 71b.
  • the module unit 50a can accurately position the second fitting part 62 to the first fitting part 57 by the shoulder bolt 69a without providing a conventional positioning pin 121 (FIG. 6). Therefore, the positioning pin 121 can be made unnecessary.
  • the module unit 50a can be easily attached to and removed from the connection unit 14a because the second fitting part 62 can be accurately positioned in the first fitting part 57 by simply screwing the shoulder bolt 69a. can be done.
  • the screwing length H1 of the threaded portion 71c at the protrusion 58a of the first fitting portion 57 is longer than the length H1 of the threaded portion 71c at the protrusion 58a of the first fitting portion 67. It is selected to be larger than the fitting length H2 of 71b. As described above, in this embodiment, the locations where the first fitting part 57 and the second fitting part 62 are fixed with the shoulder bolts 69a are selected such that the screwing length H1>fitting length H2.
  • the detachability of the shoulder bolt 69a from the first fitting part 57 and the second fitting part 62 is improved, and the first fitting part 57 and the second fitting part 62 are fitted and fixed with the shoulder bolt 69a.
  • the fixing work can be done easily.
  • the first connection unit 14a is attached to the arm 12 side of the industrial robot 1 serving as the main body of the device, and the second connection unit is attached to the tool 16 side. 14b, and a module attachment portion 56a is provided on the side surface of each of the connection unit bodies 13 and 15 of the first connection unit 14a and the second connection unit 14b.
  • the first module unit 50a is detachably attached to the module attachment portion 56a of the first connection unit 14a
  • the second module unit 50b is detachably attached to the module attachment portion 56a of the second connection unit 14b.
  • the module mounting portion 56a is provided with a first fitting portion 57 having a convex cross section and extending in the circumferential direction along the side surfaces of the connecting unit bodies 13 and 15, and the first fitting portion 57 is provided with a convex cross-section.
  • the module unit 50b is provided with a second fitting part 62 having a concave cross section and capable of fitting into the first fitting part 57.
  • the second fitting portion 62 having a concave cross section connects the first fitting portion 57 having a convex cross section of the module mounting portion 56a.
  • the second fitting portion 62 fits into the first fitting portion 57 while being held from the thickness direction perpendicular to the circumferential direction of the unit body 13 .
  • the first module unit 50a is fixed to the side surface of the connection unit main body 13 with a plurality of bolts 68a and shoulder bolts 69a communicating with the fitted first fitting part 57 and second fitting part 62.
  • the tool changer 10 has a configuration in which the first fitting part 57 and the second fitting part 62 can be held in the thickness direction, so that, for example, the connection unit body 13 and the first module unit 50a can be connected. , it can be fixed more firmly than the conventional cantilever structure. Therefore, in the tool changer 10, when the first module unit 50a is fixed to the connection unit main body 13, even if an external load is applied to the first module unit 50a, the first module unit 50a will not be cantilevered like the conventional cantilever structure. The external load does not concentrate only on the protruding portion 105 (FIG. 6), and the external load can be dispersed at the fixed locations of the first fitting portion 57 and the second fitting portion 62. Therefore, in the tool changing device 10, when the first module unit 50a is fixed to the connection unit main body 13, it is possible to suppress damage to the fixed portion due to an external load more than before.
  • the first fitting part 57 and the second fitting part 62 are configured so that they can be held in the thickness direction. Even if the size of the protruding portion 58a of the fitting portion 57 and the protruding area of the first protruding end portion 64a and the second protruding end portion 64b of the second fitting portion 62 having a concave cross-section is suppressed, firm fixation can be achieved.
  • the fixing location for fixing the first module unit 50a to the module attachment portion 56a of the connection unit main body 13 can be downsized, and the first module unit 50a itself can be downsized. Furthermore, in the tool changing device 10, since the first module unit 50a can be made smaller, the weight of the first module unit 50a can also be reduced.
  • connection unit 14b and the second module unit 50b are also fixed by the first fitting part 57 and the second fitting part 62, similar to the mounting structure of the first connection unit 14a and the first module unit 50a. Therefore, the same effect as the above-described mounting structure of the first connection unit 14a and the first module unit 50a can be achieved.
  • the second fitting portion 62 with a concave cross section of the module unit 50a is connected to the second fitting portion 62 with a convex cross section provided on the module mounting portion 56a of the connecting unit 14a.
  • the first fitting part 57 was sandwiched from the thickness direction of the connecting unit 14a, and the fitted first fitting part 57 and second fitting part 62 were fixed with two bolts 68a and two shoulder bolts 69a.
  • a rigidity test was conducted using the mounting structure of Example 1 as the mounting structure.
  • the module unit 104 is held in a cantilever structure by the cantilever protrusion 105 provided on the module mounting part 102 of the connection unit 100, and the module unit 104 is held in a cantilever structure by the cantilever protrusion 105.
  • a rigidity test was conducted using a conventional mounting structure fixed with bolts 110 as the mounting structure of Comparative Example 1.
  • connection unit 14a had the same configuration as the connection unit 100 of Comparative Example 1 except for the configuration of the module attachment part 56a. Furthermore, the module unit 50a was also configured the same as the module unit 104 of Comparative Example 1 except for the configuration of the second fitting portion 62.
  • the "displacement amount of Example 1" in FIG. 5 is when the distal end side of the module unit 50a is pulled upward and a predetermined moment is applied to the module unit 50a from the thickness direction. The results of measuring the displacement position in the thickness direction using a laser displacement meter are shown. Further, “hysteresis of Embodiment 1" in FIG. 5 is achieved by pulling the distal end side of the module unit 50a upward, applying a predetermined moment to the module unit 50a from the thickness direction, and then stopping applying the moment. 2 shows the results of measuring the displacement position of the upper surface of the module unit 50a in the thickness direction using a laser displacement meter.
  • the "displacement amount of Comparative Example 1" in FIG. 5 indicates that the upper surface of the module unit 104 is The results of measuring the displacement position in the thickness direction using a laser displacement meter are shown. Moreover, “hysteresis of Comparative Example 1" in FIG. 5 is caused by pulling the distal end side of the module unit 104 upward, applying a predetermined moment to the module unit 104 from the thickness direction, and then stopping applying the moment. 2 shows the results of measuring the displacement position of the upper surface of the module unit 104 in the thickness direction using a laser displacement meter.
  • the horizontal axis represents the moment
  • the vertical axis represents the displacement of the gap formed. From FIG. 5, it was confirmed that in the mounting structure of Example 1, the displacement when a moment was applied and the displacement after the moment was applied were smaller than in the mounting structure of Comparative Example 1. . Therefore, the mounting structure of Example 1 can suppress damage to the fixed portion due to external loads more than the conventional mounting structure of Comparative Example 1.
  • the first connection unit 14a is attached to the arm 12 side of the industrial robot 1, which is the main body side of the device, and the second connection unit 14b is attached to the tool 16.
  • the present invention is not limited to this, and the second connection unit 14b may be attached to the arm 12 side of the industrial robot 1, which is the main body side of the device, and the first connection unit 14a may be attached to the tool 16. .
  • the first fitting portions 57 are provided on the side surfaces of the connection unit bodies 13 and 15 of both the first connection unit 14a and the second connection unit 14b, respectively, and the first connection unit 14a and the second connection unit 14b are
  • the tool changing device 10 has been described in which the second fitting portions 62 of the first module unit 50a and the second module unit 50b are fitted into the first fitting portions 57 of the two connecting units 14b
  • the present invention is not limited to this.
  • the first fitting portion 57 is provided only on the side surface of the connecting unit main body 13 of either one, and the other connecting unit main body is provided with a conventional cantilevered part.
  • a cantilevered structure by the protrusion 105 may also be used. In this case, only the first module unit 50a attached to one of the connection unit main bodies 13 is provided with the second fitting part 62 that can fit into the first fitting part 57.
  • the first fitting part 57 provided on the side surface of the connection unit main body 13 has a convex cross section
  • the second fitting part 62 provided in the first module unit 50a and the second module unit 50b Although the case where the cross section is concave has been described, the present invention is not limited to this.
  • the first fitting part 57 provided on the side surface of the connecting unit main body 13 has a concave cross section
  • the second fitting part 62 provided in the first module unit 50a and the second module unit 50b has a convex cross section
  • the bolt 68a and the shoulder bolt 69a are applied as the plurality of pins communicating with the fitted first fitting part and second fitting part, but the present invention
  • the present invention is not limited to this, and for example, a shoulder bolt may be used instead of the bolt 68a, and the first fitting part and the second fitting part may be fixed using only the shoulder bolt.
  • bolts may be applied, and the first fitting portion and the second fitting portion may be fixed using only the bolts.
  • the first fitting portion having a convex cross section or a concave cross section extending circumferentially along the side surface of the connecting unit main body extends from one end of the side surface 13a of the connecting unit main body 13 to the other end.
  • the first fitting portion 57 having a convex cross section extending in the circumferential direction is applied and is fitted to the second fitting portion 62 of the module unit 50a over the entire side surface 13a, the present invention is not limited to this. .
  • a first fitting part with a convex or concave cross section extending in the circumferential direction is provided only in a partial area of the side surface 13a of the connecting unit main body 13, and a second fitting part with a concave or convex cross section provided on the module unit is provided.
  • the configuration may be such that the fitting portion fits only in a partial area of the side surface 13a.

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Abstract

連結ユニット本体のモジュール取付部にモジュールユニットを固定させた際に外部負荷によって固定箇所が損傷してしまうことを従来よりも抑制することができ、また、モジュールユニットの小型化を図ることができる、工具交換装置、連結ユニット及びモジュールユニットを提供する。第１モジュールユニット５０ａは、連結ユニット本体１３に取り付けられる際、断面凹状の第２嵌合部６２が、モジュール取付部５６ａの断面凸状の第１嵌合部５７を、連結ユニット本体１３の周方向と直交する厚み方向から挟持し、第２嵌合部６２が第１嵌合部５７に嵌合する。

Description

工具交換装置、連結ユニット及びモジュールユニット
　本発明は、工具交換装置、連結ユニット及びモジュールユニットに関するものである。
　例えば、産業用ロボットに適用される工具交換装置として、ロボット本体側に取り付けられる第１連結ユニットと、工具側に取り付けられる第２連結ユニットとを備える装置が開示されている（例えば、特許文献１）。このような工具交換装置では、第１連結ユニットの連結面に設けた突起部が、第２連結ユニットの連結面に設けられた連結穴に挿入され、互いの連結面同士が接触した状態で、突起部のカムが連結穴の内面の係合部品に係合することにより、第１連結ユニットと第２連結ユニットとが連結する。
　工具交換装置では、着脱自在なモジュールユニットが、ロボットの使用目的や工具の種類に応じて取り付けられており、例えば、ロボット本体からのケーブルやチューブなどがモジュールユニットを介して工具に接続されている。このように、工具交換装置では、ケーブルやチューブなどがモジュールユニットを用いてロボット本体と工具とに接続され、例えば、ロボット本体側から工具側にモジュールユニットを経由して電気や水、空気などが供給されている。
　ここで、図６は、従来の工具交換装置において、モジュールユニット１０４を連結ユニット１００に取り付ける取付構造を説明するための概略図を示す。図６では、工具交換装置の第１連結ユニット及び第２連結ユニットのうちいずれか一方を、連結ユニット１００として示している。図６に示すように、連結ユニット１００には、連結ユニット本体１０１の側面１０１ａにモジュール取付部１０２が設けられており、当該モジュール取付部１０２にモジュールユニット１０４が着脱自在に取り付けられる。なお、連結ユニット１００は、図示しない一方の連結ユニットに第１連結面２０が接触して、位置決めピン２８が一方の連結ユニットに対応して設けられた穴に挿入されて位置決めされる。
　モジュール取付部１０２は、連結ユニット本体１０１の側面１０１ａに周方向に延びる板状の片持ち突出部１０５と、当該片持ち突出部１０５と断面Ｌ字状の段差を形成する連結ユニット側段差部１０６とが形成されている。片持ち突出部１０５には、モジュールユニット１０４を位置決めするための位置決め貫通孔１１５と、モジュールユニット１０４に挿通されたボルト１１０が螺着されるネジ孔１１３と、が厚みを貫通するように形成されている。
　モジュールユニット１０４は、所定の厚みを有した直方体状のモジュールユニット本体１０９を有しており、当該モジュールユニット本体１０９の一方の側面に、ケーブルやチューブなどが接続されるコネクタ６１が設けられている。また、モジュールユニット本体１０９には、図６中、下面として図示している表面１０９ａに、モジュール取付部１０２が着脱自在に取り付け可能な断面段差状のモジュールユニット側段差部１２０が形成されている。モジュールユニット本体１０９には、モジュールユニット側段差部１２０の形成領域に、厚みを貫通した複数の貫通孔１１２が穿設されているとともに、モジュール取付部１０２の位置決め貫通孔１１５に嵌装される位置決めピン１２１が設けられている。
　連結ユニット１００のモジュール取付部１０２にモジュールユニット１０４を取り付ける場合には、モジュール取付部１０２の片持ち突出部１０５の上に、モジュールユニット１０４のモジュールユニット側段差部１２０が係合するようにして片持ち状態で載置される。この際、モジュールユニット１０４は、モジュールユニット側段差部１２０の形成領域に設けられた位置決めピン１２１を、片持ち突出部１０５に形成された位置決め貫通孔１１５に嵌装させることにより、モジュール取付部１０２に対して正確に位置決めされて片持ち状態で仮固定される。
　次いで、この状態のまま、モジュールユニット１０４に形成された貫通孔１１２から片持ち突出部１０５のネジ孔１１３にボルト１１０が連通され、当該ボルト１１０が片持ち突出部１０５のネジ孔１１３に螺着される。これにより、モジュールユニット１０４は、モジュール取付部１０２の片持ち突出部１０５上に片持ち構造で固定される。
特公平５－１６９９４号公報
　このような、モジュールユニット１０４が取り付けられた工具交換装置を、ロボットに取り付けた場合には、ロボットが動作した際に、モジュールユニット１０４のコネクタ６１に接続しているケーブルやチューブが周辺機器に干渉して、モジュールユニット１０４に外部負荷が与えられるおそれもある。この場合、モジュール取付部１０２では、モジュールユニット１０４を片持ち突出部１０５上に片持ち構造で保持していることから、片持ち突出部１０５に加わる負荷が大きく、モジュールユニット１０４の固定箇所である片持ち突出部１０５が、外部負荷によって損傷してしまうおそれがあるという問題があった。
　また、モジュール取付部１０２の板状の片持ち突出部１０５の上にモジュールユニット１０４を固定させる場合には、当該モジュールユニット１０４の重量に耐え得るように、モジュールユニット１０４が載置される片持ち突出部１０５の表面積を大きくする必要があり、その分、モジュール取付部１０２が大型化してしまうという問題があった。このように、モジュール取付部１０２が大型化してしまうと、それに伴い、当該モジュール取付部１０２に固定するモジュールユニット１０４も大型化してしまい、狭小空間で作業を行うロボットに用いた場合、モジュールユニット１０４が周辺機器と干渉してしまうなどの問題も生じてしまう。また、モジュールユニット１０４の大型化にともなう重量増加は、ロボットで使用可能な積載量を超えてしまうおそれもある。そのため、モジュールユニット１０４の小型化を図ることが望まれている。
　本発明は以上の点を考慮してなされたもので、連結ユニット本体のモジュール取付部にモジュールユニットを固定させた際に外部負荷によって固定箇所が損傷してしまうことを従来よりも抑制することができ、また、モジュールユニットの小型化を図ることができる、工具交換装置、連結ユニット及びモジュールユニットを提供することを目的とする。
　本発明に係る工具交換装置は、機器の本体側と工具側のいずれか一方に取り付けられる第１連結ユニットと、前記本体側と前記工具側の他方に取り付けられ、前記第１連結ユニットに連結可能な第２連結ユニットと、を備える工具交換装置であって、前記第１連結ユニット及び前記第２連結ユニットのうち、少なくともいずれか一方の連結ユニット本体の側面に設けられたモジュール取付部と、ケーブル又はチューブが接続可能なコネクタが設けられ、かつ、前記モジュール取付部を介して前記連結ユニット本体の側面に着脱自在に取り付けられるモジュールユニットと、を備え、前記モジュール取付部は、前記連結ユニット本体の側面に沿って周方向に延びた断面凸状又は断面凹状の第１嵌合部を有し、前記モジュールユニットは、前記第１嵌合部に嵌合可能な断面凹状又は断面凸状の第２嵌合部を有しており、断面凹状の前記第１嵌合部又は前記第２嵌合部が、断面凸状の前記第２嵌合部又は前記第１嵌合部を、前記連結ユニット本体の周方向と直交する厚み方向から挟持し、嵌合した前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部に複数のピンが連通されて、前記連結ユニット本体の側面に固定される。
　本発明に係る連結ユニットは、機器の本体側と工具側のいずれか一方に取り付けられる一方の連結ユニットに連結可能な構成を有し、かつ、前記本体側と前記工具側の他方に取り付けられる、工具交換装置の連結ユニットであって、連結ユニット本体と、前記連結ユニット本体の側面に設けられ、かつ、ケーブル又はチューブが接続可能なコネクタが設けられたモジュールユニットを前記連結ユニット本体の側面に着脱自在に取り付ける、モジュール取付部と、を備え、前記モジュール取付部は、前記連結ユニット本体の側面に沿って周方向に延びた断面凸状又は断面凹状の第１嵌合部を有しており、前記第１嵌合部が前記モジュールユニットに設けられた断面凹状又は断面凸状の第２嵌合部に嵌合可能な構成を有し、断面凹状の前記第１嵌合部又は前記第２嵌合部が、断面凸状の前記第２嵌合部又は前記第１嵌合部を、前記連結ユニット本体の周方向と直交する厚み方向から挟持し、嵌合した前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部に複数のピンが連通されて、前記連結ユニット本体の側面に前記モジュールユニットを固定させる。
　本発明に係るモジュールユニットは、機器の本体側と工具側のいずれか一方に取り付けられる第１連結ユニットと、前記本体側と前記工具側の他方に取り付けられ、前記第１連結ユニットに連結可能な第２連結ユニットと、を備える工具交換装置の、前記第１連結ユニット及び前記第２連結ユニットのうち、少なくともいずれか一方の連結ユニット本体の側面に着脱自在に取り付けられる、モジュールユニットであって、前記連結ユニット本体の側面に設けられたモジュール取付部を介して前記連結ユニット本体の側面に着脱自在に取り付けられ、かつ、ケーブル又はチューブが接続可能なコネクタが設けられた、モジュールユニット本体を備え、前記モジュールユニット本体は、前記モジュール取付部に設けられた、前記連結ユニット本体の側面に沿って周方向に延びた断面凸状又は断面凹状の第１嵌合部に対して、嵌合可能な断面凹状又は断面凸状の第２嵌合部を有しており、断面凹状の前記第１嵌合部又は前記第２嵌合部が、断面凸状の前記第２嵌合部又は前記第１嵌合部を、前記連結ユニット本体の周方向と直交する厚み方向から挟持し、嵌合した前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部に複数のピンが連通されて、前記連結ユニット本体の側面に固定される。
　本発明によれば、第１嵌合部及び第２嵌合部を厚み方向から挟持可能な構成とすることで、連結ユニット本体とモジュールユニットとを強固に固定させることができるので、連結ユニット本体にモジュールユニットを固定した際に、外部負荷によって固定箇所が損傷してしまうことを従来よりも抑制することができる。また、第１嵌合部及び第２嵌合部を厚み方向から挟持可能な構成とすることで、連結ユニット本体のモジュール取付部に固定されるモジュールユニットの小型化を図ることができる。
本実施形態に係る工具交換装置を適用した産業用ロボットの全体構成を示す概略図である。 モジュールユニットを連結ユニットに取り付けたときの構成を示す概略図である。 モジュールユニットを連結ユニットから取り外したときの構成を示す概略図である。 図２のＡ－Ａ´部分の断面構成を示す断面図である。 剛性試験の結果を示すグラフである。 従来の工具交換装置において、モジュールユニットを連結ユニットに取り付ける取付構造を説明するための概略図である。
　以下図面について本発明の一実施形態を詳述する。以下の説明において、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
　（１）工具交換装置を適用した産業用ロボットの構成
　図１は、本実施形態に係る工具交換装置１０を、機器として産業用ロボット１に用いる例を示す。産業用ロボット１は、ｘ－ｙ平面に平行な基台８上に据え付けられており、アーム１２の先端に工具交換装置１０を介して工具１６が装着されている。産業用ロボット１は、ｘ方向と、ｙ方向と、ｘ－ｙ平面の法線方向である高さ方向のｚ方向とにアーム１２を移動させ、アーム１２の先端に工具交換装置１０を介して装着された工具１６を所望の位置に移動可能な構成を有する。
　本実施形態に係る工具交換装置１０は、本体となる産業用ロボット１のアーム１２の先端に固定される第１連結ユニット１４ａと、第１連結ユニット１４ａに着脱自在に固定される第１モジュールユニット５０ａと、工具１６に固定される第２連結ユニット１４ｂと、第２連結ユニット１４ｂに着脱自在に固定される第２モジュールユニット５０ｂと、を備える。
　第１連結ユニット１４ａと第２連結ユニット１４ｂは、アルミニウムなどの金属で形成された、所定の厚さを有する板状の連結ユニット本体１３，１５を有する。第１連結ユニット１４ａの連結ユニット本体１３は第１連結面２０を有し、第２連結ユニット１４ｂの連結ユニット本体１５は第２連結面２４を有する。第１連結ユニット１４ａは、第１連結面２０が第２連結ユニット１４ｂの第２連結面２４と接触するようにして連結される。
　第１連結ユニット１４ａは、第１連結面２０と背中合わせの第１固定面１７が、図示しないボルトによってアーム１２の先端に着脱自在に締結される。また、第１連結ユニット１４ａには、第１連結面２０及び第１固定面１７の間の側面に、産業用ロボット１や他の周辺機器から引き回れたケーブル５４が接続された第１モジュールユニット５０ａが着脱自在に固定されている。第１モジュールユニット５０ａには、第１連結ユニット１４ａと第２連結ユニット１４ｂとが連結した際に、後述する第２モジュールユニット５０ｂと接続可能な第１連結コネクタ５２が設けられている。
　第２連結ユニット１４ｂは、第２連結面２４と背中合わせの第２固定面１９が、図示しないボルトによって工具１６に着脱自在に締結される。また、第２連結ユニット１４ｂには、第２連結面２４及び第２固定面１９の間の側面に第２モジュールユニット５０ｂが着脱自在に固定されている。第２モジュールユニット５０ｂには、例えば、工具１６に一端が接続されているケーブル５５の他端が接続されている。また、第２モジュールユニット５０ｂは、第１連結ユニット１４ａと第２連結ユニット１４ｂとが連結した際に、第１連結ユニット１４ａに設けられた第１モジュールユニット５０ａと接するようにして対向配置される位置に設けられている。
　第２モジュールユニット５０ｂには、第１モジュールユニット５０ａとの対向面に、当該第１モジュールユニット５０ａの第１連結コネクタ５２と接続可能な第２連結コネクタ５３が設けられている。第１モジュールユニット５０ａ及び第２モジュールユニット５０ｂは、第１連結ユニット１４ａと第２連結ユニット１４ｂとが連結した際に、第１連結コネクタ５２と第２連結コネクタ５３とが接続される。第１連結コネクタ５２と第２連結コネクタ５３は、例えば、第１モジュールユニット５０ａと第２モジュールユニット５０ｂとを電気的に接続させる。
　産業用ロボット１又は周辺機器から工具１６に電力を供給する場合には、産業用ロボット１又は周辺機器からケーブル５４を介して工具交換装置１０の第１モジュールユニット５０ａに電力が供給され、さらに、第１モジュールユニット５０ａから第１連結コネクタ５２及び第２連結コネクタ５３を介して第２モジュールユニット５０ｂにも電力が供給される。そして、工具交換装置１０は、第１モジュールユニット５０ａから第２モジュールユニット５０ｂに供給された電力を、第２モジュールユニット５０ｂからケーブル５５を介して工具１６に供給し、当該工具１６を動作させる。
　図１では、工具１６としてスポット溶接ガンを適用した例を示しており、工具交換装置１０からケーブル５５を介して供給される電力によって当該スポット溶接ガンを動作させ、図示しない加工対象物を溶接することができる。なお、このような産業用ロボット１を用いて各種作業を行う場合には、図１において図示していないが、第２連結ユニット１４ｂを取り付けた状態の異なる種類の工具が載置台に複数用意されている。
　工具交換装置１０は、アーム１２に固定された第１連結ユニット１４ａと、工具１６に固定した第２連結ユニット１４ｂとが分離され、図示しない他の工具が固定された他の第２連結ユニットを、新たに第１連結ユニット１４ａに連結させることにより、アーム１２に装着する工具を作業内容に応じて自由に交換させることができる。
　ここで、第１モジュールユニット５０ａ及び第２モジュールユニット５０ｂとしては、例えば、ケーブルが接続される給電用のコネクタのみが設けられた給電モジュールユニットや、信号用のコネクタのみが設けられた信号モジュールユニット、これら給電用のコネクタと信号用のコネクタとが設けられたサーボモータモジュールユニット、ケーブルに替えてチューブが接続される給水用のコネクタが設けられた給水モジュールユニット、同じくチューブが接続される給気用のコネクタが設けられた給気モジュールユニットなどその他のコネクタが設けられた種々のモジュールユニットを適用することができる。
　このように、工具交換装置１０は、工具１６の種類に応じて、最適なコネクタを有した第１モジュールユニット５０ａ及び第２モジュールユニット５０ｂを用いることで、工具１６に対して電力の供給や、信号の送信、給水・給気などを、第１モジュールユニット５０ａ及び第２モジュールユニット５０ｂを介して行うことができる。
　なお、本実施形態では、工具１６としてスポット溶接ガンを適用した例を示しているため、電力供給可能なケーブル５４，５５を工具交換装置１０に接続した構成としているが、上述したように、工具の種類によって、例えば、制御信号を送受信するケーブルや、空気又は水などの流体を供給可能なチューブなどを、当該ケーブル５４，５５に替えて工具交換装置１０に接続する構成となる。この場合、第１連結コネクタ５２及び第２連結コネクタ５３の構成も、信号ピンや配管などの構成に適宜変更する。
　（２）連結ユニットとモジュールユニットとの取付構造
　上述した工具交換装置１０において、第１連結ユニット１４ａと第１モジュールユニット５０ａの取付構造と、第２連結ユニット１４ｂと第２モジュールユニット５０ｂの取付構造とは、同じ取付構造であることから、ここでは、第１連結ユニット１４ａと第１モジュールユニット５０ａとの取付構造について着目して以下説明する。なお、以下、説明を簡単にするために、第１連結ユニット１４ａは単に連結ユニット１４ａと称し、第１モジュールユニット５０ａは単にモジュールユニット５０ａと称して説明する。また、モジュールユニット５０ａの例として、給電用のコネクタと信号送信用のコネクタとが設けられたサーボモータモジュールユニットを適用した場合について説明する。
　図２は、モジュールユニット５０ａを連結ユニット１４ａに取り付けたときの構成を示す概略図である。連結ユニット１４ａは、所定の厚みを有し、外形が多角形でなる板状の連結ユニット本体１３を有しており、連結ユニット本体１３の中央に第１連結面２０から突出した係合部２２が設けられている。係合部２２は、カムを含む係合機構を有する。連結ユニット１４ａは、係合部２２の周囲に、第１連結面２０から突出した複数の位置決めピン２８が設けられている。複数の位置決めピン２８は、連結ユニット１４ａと対になる第２連結ユニット（以下、単に、他の連結ユニットと称する）１４ｂに連結させる際に、他の連結ユニット１４ｂに設けられた穴に挿入され、連結ユニット１４ａを他の連結ユニット１４ｂに対して位置決めさせる。
　また、連結ユニット本体１３には、第１連結面２０の所定位置に、複数の信号ピンでなるコネクタ（電気ブロック（スプリングコンタクトピンを用いた芯接触式電気接点））２３が設けられており、対となる他の連結ユニット１４ｂと連結した際に、コネクタ２３が他の連結ユニット１４ｂのコネクタと電気的に接続し得る。コネクタ２３は、連結ユニット１４ａが他の連結ユニット１４ｂと分離されると、他の連結ユニット１４ｂのコネクタとの接触が解除される。
　連結ユニット１４ａは、アーム１２の先端に固定するためのボルト（図示しない）を挿入する複数の貫通孔４３が設けられている。連結ユニット１４ａは、連結ユニット本体１３の第１連結面２０と第１固定面１７の間に配置される側面１３ａにモジュール取付部５６ａが形成されており、当該モジュール取付部５６ａを介してモジュールユニット５０ａが設けられている。なお、図２では、連結ユニット本体１３の側面１３ａに設けられたモジュール取付部５６ａにモジュールユニット５０ａが取り付けられている他に、さらに、連結ユニット本体１３の他の側面に設けられたモジュール取付部５６ｂにも他のモジュールユニット５０ｃが取り付けられている。
　モジュール取付部５６ａ，５６ｂは同じ構成であるため、ここではモジュール取付部５６ａに着目して以下説明する。図３は、モジュールユニット５０ａを連結ユニット１４ａから取り外したときの構成を示す概略図である。図２及び図３に示すように、モジュール取付部５６ａは、長手方向が連結ユニット本体１３の側面１３ａの周方向に延びる断面凸状の第１嵌合部５７と、後述するボルト６８ａ又はショルダーボルト６９ａが挿通される貫通孔６８ｃ及び挿入孔６９ｃ（図３）とが設けられている。
　第１嵌合部５７は、長手方向が連結ユニット本体１３の側面１３ａの周方向に延びる断面四辺形状でなる板状の突部５８ａと、当該周方向と直交する連結ユニット本体１３の厚み方向で、突部５８ａを挟んで周方向に並走する段差部５８ｂ，５８ｃとを有する。貫通孔６８ｃは、突部５８ａの厚みを貫通するように当該突部５８ａに穿設され、ボルト６８ａが挿入可能に形成されている。挿入孔６９ｃは、突部５８ａの厚みを非貫通状態で当該突部５８ａに穿設され、ショルダーボルト６９ａが挿入可能に形成されている。
　次に、モジュールユニット５０ａの構成について説明する。図２では、モータの給電用のコネクタ６１ａ及び連結コネクタ５２ａと、信号送信用のコネクタ６１ｂ及び連結コネクタ５２ｂと、が設けられたサーボモータモジュールユニットを、モジュールユニット５０ａとして適用した例を示す。モジュールユニット５０ａは、所定の厚みを有した直方体状のモジュールユニット本体６０を有しており、当該モジュールユニット本体６０の所定の箇所に給電用のコネクタ６１ａ及び連結コネクタ５２ａと、信号送信用のコネクタ６１ｂ及び連結コネクタ５２ｂとが設けられている。なお、図２では、図１に示した第１連結コネクタ５２を、給電用の連結コネクタ５２ａと、信号送信用の連結コネクタ５２ｂとして示している。
　コネクタ６１ａ，６１ｂは、例えば、後述する第２嵌合部６２と対向する側面６０ａに設けられており、例えば、図示しない周辺機器に接続された給電用ケーブルや信号ケーブルなどが図１のケーブル５４としてそれぞれ接続される。モジュールユニット５０ａは、コネクタ６１ａ，６１ｂによってケーブル５４を介して周辺機器に接続され、当該周辺機器から電力供給や制御信号を受信し得る。
　連結コネクタ５２ａ，５２ｂは、他の連結ユニット１４ｂに取り付けられた他のモジュールユニット５０ｂと対向する連結面６０ｂに設けられている。連結コネクタ５２ａ，５２ｂは、モジュールユニット５０ａが取り付けられた連結ユニット１４ａと、他のモジュールユニット５０ｂが取り付けられた連結ユニット１４ｂとが連結された際、他の連結ユニット１４ｂに取り付けられた他のモジュールユニット５０ｂの対応する給電用の連結コネクタと信号受信用の連結コネクタ（図１に示した第２連結コネクタ５３）とにそれぞれ電気的に接続される。なお、連結コネクタ５２ａ，５２ｂは、連結ユニット１４ａが他の連結ユニット１４ｂと分離されることによって、他のモジュールユニット５０ｂの第２連結コネクタ５３との接触が解除される。
　モジュールユニット本体６０には、連結ユニット１４ａに取り付けられる側面６０ｃに、第１嵌合部５７に嵌合可能な断面凹状の第２嵌合部６２が形成されている。第２嵌合部６２は、長手方向がモジュールユニット本体６０の側面６０ｃの周方向に並走する板状の第１突端部６４ａ及び第２突端部６４ｂと、当該周方向と直交するモジュールユニット本体６０の厚み方向で第１突端部６４ａ及び第２突端部６４ｂに挟まれた、周方向に延びる溝部６４ｃと、を有する。
　第２嵌合部６２は、並走する第１突端部６４ａ及び第２突端部６４ｂによって挟まれた溝部６４ｃの中空部６４ｄ（図３）が、第１嵌合部５７の断面四辺形状の突部５８ａの外郭形状に合わせて断面四辺形状に形成されている。これにより、第２嵌合部６２は、第１突端部６４ａ及び第２突端部６４ｂに挟まれた溝部６４ｃの中空部６４ｄに、第１嵌合部５７の突部５８ａが嵌合可能に構成されている。なお、本実施形態では、第１嵌合部５７に第２嵌合部６２が嵌合した際、溝部６４ｃの底面と、第１嵌合部５７の突部５８ａの先端面との間に隙間Ｇが形成されている。このように、溝部６４ｃの底面と、第１嵌合部５７の突部５８ａの先端面との間に隙間Ｇを形成することにより、モジュールユニット本体６０に対して外部負荷が与えられた際、第１嵌合部５７の突部５８ａの先端面に対して、モジュールユニット本体６０から外部負荷が直接与えられることを防止できる。
　第１突端部６４ａ及び第２突端部６４ｂは、厚みを有した板状の突起であり、溝部６４ｃに第１嵌合部５７の突部５８ａが嵌合した際、当該第１突端部６４ａ及び第２突端部６４ｂの対向する内面が、第１嵌合部５７の突部５８ａの対向する外面に当接するように形成されている。これにより、第２嵌合部６２は、第１嵌合部５７と嵌合した際、第１突端部６４ａ及び第２突端部６４ｂによって、第１嵌合部５７の突部５８ａを、連結ユニット本体１３及びモジュールユニット本体６０の厚み方向から挟み込んで挟持する。
　第１突端部６４ａには、後述するボルト６８ａ又はショルダーボルト６９ａが挿通される貫通孔６８ｂ，６９ｂ（図３）が厚みを貫通するようにしてそれぞれ設けられている。第１突端部６４ａに形成された貫通孔６８ｂ，６９ｂは、第２嵌合部６２が第１嵌合部５７と嵌合した際に、第１嵌合部５７の貫通孔６８ｃ及び挿入孔６９ｃとそれぞれ連通する位置に穿設されている。また、第２突端部６４ｂには、貫通孔６８ｂ，６８ｃに挿通されたボルト６８ａが螺着するネジ孔６８ｄ（図３）が厚みを貫通するようにして設けられている。
　ここで、図４は、モジュールユニット５０ａを連結ユニット１４ａに取り付けたときの構成を示した図２におけるＡ－Ａ´部分の断面構成を示す断面図である。図２、図３及び図４に示すように、ボルト６８ａは、第２嵌合部６２が第１嵌合部５７と嵌合した際に、第２嵌合部６２の第１突端部６４ａに穿設された貫通孔６８ｂと、第１嵌合部５７の突部５８ａに穿設された貫通孔６８ｃと、第２嵌合部６２の第２突端部６４ｂに穿設されたネジ孔６８ｄとに順に挿入され、第２嵌合部６２の第１突端部６４ａ、第１嵌合部５７の突部５８ａ及び第２嵌合部６２の第２突端部６４ｂに亘って連通される。これにより、ボルト６８ａは、嵌合した第１嵌合部５７と第２嵌合部６２とを固定する。
　ここで、ボルト６８ａは、図４に示すように、頭部７０ａと、頭部７０ａに連設されたネジ部７０ｂと、ネジ部７０ｂよりも小径で、かつ、当該ネジ部７０ｂに連設された先端のネジ部７０ｃとを備える。第１突端部６４ａには、ボルト６８ａの頭部７０ａ及びネジ部７０ｂが貫通孔６８ｂに挿通され、突部５８ａには、ボルト６８ａのネジ部７０ｂが貫通孔６８ｃに挿通され、第２突端部６４ｂには、ボルト６８ａのネジ部７０ｃがネジ孔６８ｄに螺着される。
　ショルダーボルト６９ａは、第２嵌合部６２が第１嵌合部５７と嵌合した際に、第２嵌合部６２の第１突端部６４ａに穿設された貫通孔６９ｂと、第１嵌合部５７の突部５８ａに穿設された挿入孔６９ｃとに順に挿入され、第２嵌合部６２の第１突端部６４ａ及び第１嵌合部５７の突部５８ａに連通される。これにより、ショルダーボルト６９ａは、嵌合した第１嵌合部５７と第２嵌合部６２とを固定する。
　ショルダーボルト６９ａは、頭部７１ａと、頭部７１ａに連設された円柱状又は円筒状のはめあい胴部７１ｂと、はめあい胴部７１ｂよりも小径で、かつ、当該はめあい胴部７１ｂに連設された先端のネジ部７１ｃとを備える。第１突端部６４ａには、ショルダーボルト６９ａの頭部７１ａ及びはめあい胴部７１ｂが貫通孔６９ｂに挿通され、突部５８ａには、ショルダーボルト６９ａのはめあい胴部７１ｂが挿入孔６９ｃのはめあい領域に挿入され、ショルダーボルト６９ａのネジ部７１ｃが挿入孔６９ｃの螺着領域に螺着される。
　モジュールユニット５０ａでは、はめあい胴部７１ｂを設けたショルダーボルト６９ａを用い、当該はめあい胴部７１ｂによって第２嵌合部６２を第１嵌合部５７に正確に位置決めさせることができる。これにより、モジュールユニット５０ａは、従来のような位置決めピン１２１(図６)を設けなくても、ショルダーボルト６９ａにより第２嵌合部６２を第１嵌合部５７に正確に位置決めさせることができるので、位置決めピン１２１を不要にできる。また、モジュールユニット５０ａは、ショルダーボルト６９ａを螺着するだけで第２嵌合部６２を第１嵌合部５７に正確に位置決めさせることができるので、連結ユニット１４ａに対して容易に取り付け、取り外しを行える。
　本実施形態に係るショルダーボルト６９ａは、第１嵌合部５７の突部５８ａでのネジ部７１ｃの螺着長さＨ１が、当該第１嵌合部６７の突部５８ａでの、はめあい胴部７１ｂのはめあい長さＨ２よりも大きく選定されている。このように、本実施形態では、第１嵌合部５７及び第２嵌合部６２をショルダーボルト６９ａで固定する箇所が、螺着長さＨ１＞はめあい長さＨ２、に選定されていることから、第１嵌合部５７及び第２嵌合部６２からのショルダーボルト６９ａの抜去性が向上し、第１嵌合部５７及び第２嵌合部６２を嵌合してショルダーボルト６９ａで固定する際の固定作業を容易に行うことができる。
　（３）作用及び効果
　本実施形態に係る工具交換装置１０では、機器の本体となる産業用ロボット１のアーム１２側に取り付けられる第１連結ユニット１４ａと、工具１６側に取り付けられる第２連結ユニット１４ｂとが連結可能な構成を有しており、これら第１連結ユニット１４ａ及び第２連結ユニット１４ｂの各連結ユニット本体１３，１５の側面にモジュール取付部５６ａがそれぞれ設けられている。第１連結ユニット１４ａのモジュール取付部５６ａには、第１モジュールユニット５０ａが着脱自在に取り付けられ、第２連結ユニット１４ｂのモジュール取付部５６ａには、第２モジュールユニット５０ｂが着脱自在に取り付けられる。
　このような構成において、モジュール取付部５６ａには、連結ユニット本体１３，１５の側面に沿って周方向に延びた断面凸状の第１嵌合部５７を設け、第１モジュールユニット５０ａ及び第２モジュールユニット５０ｂには、第１嵌合部５７に嵌合可能な断面凹状の第２嵌合部６２を設けるようにした。
　これにより、例えば、第１モジュールユニット５０ａは、連結ユニット本体１３に取り付けられる際、断面凹状の第２嵌合部６２が、モジュール取付部５６ａの断面凸状の第１嵌合部５７を、連結ユニット本体１３の周方向と直交する厚み方向から挟持し、第２嵌合部６２が第１嵌合部５７に嵌合する。そして、第１モジュールユニット５０ａは、嵌合した第１嵌合部５７及び第２嵌合部６２に複数のボルト６８ａ及びショルダーボルト６９ａが連通され、連結ユニット本体１３の側面に固定される。
　このように、工具交換装置１０は、第１嵌合部５７及び第２嵌合部６２を厚み方向から挟持可能な構成とすることで、例えば、連結ユニット本体１３と第１モジュールユニット５０ａとを、従来の片持ち構造よりも強固に固定させることができる。よって、工具交換装置１０では、連結ユニット本体１３に第１モジュールユニット５０ａを固定した際に、例えば、第１モジュールユニット５０ａに外部負荷が与えられても、従来の片持ち構造のように片持ち突出部１０５（図６）にのみ外部負荷が集中することがなく、第１嵌合部５７及び第２嵌合部６２の固定箇所で外部負荷を分散させることができる。よって、工具交換装置１０では、連結ユニット本体１３に第１モジュールユニット５０ａを固定した際に、外部負荷によって固定箇所が損傷してしまうことを従来よりも抑制することができる。
　また、工具交換装置１０では、第１嵌合部５７及び第２嵌合部６２を厚み方向から挟持可能な構成とすることで、従来の片持ち構造に比して、断面凸状の第１嵌合部５７の突部５８ａや、断面凹状の第２嵌合部６２の第１突端部６４ａ及び第２突端部６４ｂの突出領域の大きさを抑えても強固に固定させることができるので、連結ユニット本体１３のモジュール取付部５６ａに第１モジュールユニット５０ａを固定する固定箇所を小型化し得、第１モジュールユニット５０ａ自体の小型化を図ることができる。また、工具交換装置１０では、第１モジュールユニット５０ａを小型化できる分、第１モジュールユニット５０ａの軽量化を図ることもできる。
　なお、第２連結ユニット１４ｂ及び第２モジュールユニット５０ｂにおいても、第１連結ユニット１４ａ及び第１モジュールユニット５０ａの取付構造と同様に、第１嵌合部５７及び第２嵌合部６２により固定させることができるので、上述した第１連結ユニット１４ａ及び第１モジュールユニット５０ａの取付構造と同様の効果を奏することができる。
　（４）検証試験
　次に、図２～図４に示したように、モジュールユニット５０ａの断面凹状の第２嵌合部６２が、連結ユニット１４ａのモジュール取付部５６ａに設けた断面凸状の第１嵌合部５７を、連結ユニット１４ａの厚み方向から挟持し、嵌合した第１嵌合部５７及び第２嵌合部６２を２本のボルト６８ａと２本のショルダーボルト６９ａとで固定した取付構造を、実施例１の取付構造として剛性試験を行った。
　また、図６に示したように、連結ユニット１００のモジュール取付部１０２に設けた片持ち突出部１０５でモジュールユニット１０４を片持ち構造で保持し、モジュールユニット１０４を片持ち突出部１０５に４本のボルト１１０で固定した従来の取付構造を、比較例１の取付構造として剛性試験を行った。
　剛性試験では、実施例１及び比較例１の取付構造の違いによる剛性を確認するため、連結ユニット１４ａは、モジュール取付部５６ａの構成以外は比較例１の連結ユニット１００の構成と同じとした。また、モジュールユニット５０ａについても、第２嵌合部６２の構成以外は比較例１のモジュールユニット１０４の構成と同じとした。
　剛性試験では、実施例１のモジュールユニット５０ａと比較例１のモジュールユニット１０４とに対して、連結ユニット１４ａ，１００を固定した状態でそれぞれ厚み方向からモーメントを与え、そのときの実施例１のモジュールユニット５０ａと比較例１のモジュールユニット１０４との厚み方向における変位を測定した。その結果、図５に示すような結果が得られた。
　図５の「実施例１の変位量」は、モジュールユニット５０ａの先端側を上方向に引っ張り、モジュールユニット５０ａに対して所定のモーメントを厚み方向から与えているときに、モジュールユニット５０ａの上側表面の厚み方向での変位位置をレーザ変位計で測定した測定結果を示す。また、図５の「実施例１のヒステリシス」は、モジュールユニット５０ａの先端側を上方向に引っ張り、モジュールユニット５０ａに対して所定のモーメントを厚み方向から与えた後に当該モーメントを与えることを止めてから、モジュールユニット５０ａの上側表面の厚み方向での変位位置をレーザ変位計で測定した測定結果を示す。
　図５の「比較例１の変位量」は、モジュールユニット１０４の先端側を上方向に引っ張り、モジュールユニット１０４に対して所定のモーメントを厚み方向から与えているときに、モジュールユニット１０４の上側表面の厚み方向での変位位置をレーザ変位計で測定した測定結果を示す。また、図５の「比較例１のヒステリシス」は、モジュールユニット１０４の先端側を上方向に引っ張り、モジュールユニット１０４に対して所定のモーメントを厚み方向から与えた後に当該モーメントを与えることを止めてから、モジュールユニット１０４の上側表面の厚み方向での変位位置をレーザ変位計で測定した測定結果を示す。
　図５では、モーメントを横軸に示し、形成される隙間の変位を縦軸に示している。図５から、実施例１の取付構造では、比較例１の取付構造に比して、モーメントが与えられているときの変位と、モーメントを与えた後の変位と、が小さいことが確認できた。よって、実施例１の取付構造は、外部負荷によって固定箇所が損傷してしまうことを、従来の比較例１の取付構造よりも抑制することができる。
　（５）他の実施形態
　なお、上述した実施形態においては、機器の本体側である産業用ロボット１のアーム１２側に第１連結ユニット１４ａを取り付け、工具１６に第２連結ユニット１４ｂを取り付けた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、機器の本体側である産業用ロボット１のアーム１２側に第２連結ユニット１４ｂを取り付け、工具１６に第１連結ユニット１４ａを取り付けてもよい。
　また、上述した実施形態においては、第１連結ユニット１４ａ及び第２連結ユニット１４ｂの両方の連結ユニット本体１３，１５の側面にそれぞれ第１嵌合部５７を設けて、第１連結ユニット１４ａ及び第２連結ユニット１４ｂのそれぞれの第１嵌合部５７に、第１モジュールユニット５０ａ及び第２モジュールユニット５０ｂの第２嵌合部６２を嵌合させる構成の工具交換装置１０について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、第１連結ユニット１４ａ及び第２連結ユニット１４ｂのうち、例えば、いずれか一方の連結ユニット本体１３の側面にだけ第１嵌合部５７を設け、他方の連結ユニット本体には従来の片持ち突出部１０５による片持ち構造としてもよい。この場合、一方の連結ユニット本体１３に取り付けられる第１モジュールユニット５０ａにだけ第１嵌合部５７と嵌合可能な第２嵌合部６２を設けた構成となる。
　また、上述した実施形態においては、連結ユニット本体１３の側面に設けた第１嵌合部５７を断面凸状とし、第１モジュールユニット５０ａ及び第２モジュールユニット５０ｂに設けた第２嵌合部６２を断面凹状とした場合について述べたが、本発明はこれに限らない。例えば、連結ユニット本体１３の側面に設けた第１嵌合部５７を断面凹状とし、第１モジュールユニット５０ａ及び第２モジュールユニット５０ｂに設けた第２嵌合部６２を断面凸状とし、第１嵌合部５７で第２嵌合部６２を厚み方向から挟持する取付構造としてもよい。このように、第１嵌合部５７及び第２嵌合部６２において、断面凸状及び断面凹状の形状を逆にしても、上述した実施形態と同様の効果を奏することができる。
　また、上述した実施形態においては、嵌合した第１嵌合部及び第２嵌合部に連通される複数のピンとして、ボルト６８ａとショルダーボルト６９ａとを適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、ボルト６８ａに替えてショルダーボルトを適用し、ショルダーボルトのみを用いて第１嵌合部及び第２嵌合部を固定するようにしてもよく、また、ショルダーボルト６９ａに替えてボルトを適用し、ボルトのみを用いて第１嵌合部及び第２嵌合部を固定するようにしてもよい。
　なお、上述した実施形態においては、連結ユニット本体の側面に沿って周方向に延びた断面凸状又は断面凹状の第１嵌合部として、連結ユニット本体１３の側面１３ａの一端から他端に亘って周方向に延びた断面凸の第１嵌合部５７を適用し、モジュールユニット５０ａの第２嵌合部６２と側面１３ａ全域で嵌合する場合について述べたが、本発明はこれに限らない。例えば、連結ユニット本体１３の側面１３ａの一部領域にだけ周方向に延びた断面凸状又は断面凹状の第１嵌合部を設け、モジュールユニットに設けた断面凹状又は断面凸状の第２嵌合部と、当該側面１３ａの一部領域でのみ嵌合する構成であってもよい。
１　産業用ロボット（機器）
１０　工具交換装置
１２　アーム（本体）
１３，１５　連結ユニット本体
１４ａ　第１連結ユニット（連結ユニット）
１４ｂ　第２連結ユニット（連結ユニット）
１６　工具
５０ａ　第１モジュールユニット（モジュールユニット）
５０ｂ　第２モジュールユニット（モジュールユニット）
５７　第１嵌合部
６１ａ,６１ｂ　コネクタ
６２　第２嵌合部
６８ａ　ボルト（ピン）
６９ａ　ショルダーボルト（ピン）
 

Claims (7)

  1. 　機器の本体側と工具側のいずれか一方に取り付けられる第１連結ユニットと、
    　前記本体側と前記工具側の他方に取り付けられ、前記第１連結ユニットに連結可能な第２連結ユニットと、
    　を備える工具交換装置であって、
    　前記第１連結ユニット及び前記第２連結ユニットのうち、少なくともいずれか一方の連結ユニット本体の側面に設けられたモジュール取付部と、
    　ケーブル又はチューブが接続可能なコネクタが設けられ、かつ、前記モジュール取付部を介して前記連結ユニット本体の側面に着脱自在に取り付けられるモジュールユニットと、
    　を備え、
    　前記モジュール取付部は、
    　前記連結ユニット本体の側面に沿って周方向に延びた断面凸状又は断面凹状の第１嵌合部を有し、
    　前記モジュールユニットは、
    　前記第１嵌合部に嵌合可能な断面凹状又は断面凸状の第２嵌合部を有しており、断面凹状の前記第１嵌合部又は前記第２嵌合部が、断面凸状の前記第２嵌合部又は前記第１嵌合部を、前記連結ユニット本体の周方向と直交する厚み方向から挟持し、嵌合した前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部に複数のピンが連通されて、前記連結ユニット本体の側面に固定される、
    　工具交換装置。
  2. 　断面凹状の前記第１嵌合部又は前記第２嵌合部は、
    　断面凸状の前記第２嵌合部又は前記第１嵌合部の、前記連結ユニット本体の前記周方向に延びた板状の突部を、前記連結ユニット本体の前記周方向に延びた板状の第１突端部と第２突端部とによって、前記連結ユニット本体の前記厚さ方向から挟み込んで挟持する、
    　請求項１に記載の工具交換装置。
  3. 　前記複数のピンには、ショルダーボルトを含み、
    　前記モジュールユニットは、前記ショルダーボルトにより前記モジュール取付部に対して位置決めされる、
    　請求項１に記載の工具交換装置。
  4. 　前記ショルダーボルトは、頭部と、前記頭部に連設された円柱状又は円筒状のはめあい胴部と、前記はめあい胴部よりも小径で、かつ、前記はめあい胴部に連設されたネジ部とを備え、
    　前記はめあい胴部は、前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部に連通し、
    　前記ネジ部は、断面凹状の前記第２嵌合部又は前記第１嵌合部で挟持される、断面凸状の前記第１嵌合部又は前記第２嵌合部に螺着する、
    　請求項３に記載の工具交換装置。
  5. 　前記ショルダーボルトは、
    　断面凸状の前記第１嵌合部又は前記第２嵌合部での前記ネジ部の螺着長さが、断面凸状の前記第１嵌合部又は前記第２嵌合部での前記はめあい胴部のはめあい長さよりも大きく選定されている、
    　請求項４に記載の工具交換装置。
  6. 　機器の本体側と工具側のいずれか一方に取り付けられる一方の連結ユニットに連結可能な構成を有し、かつ、前記本体側と前記工具側の他方に取り付けられる、工具交換装置の連結ユニットであって、
    　連結ユニット本体と、
    　前記連結ユニット本体の側面に設けられ、かつ、ケーブル又はチューブが接続可能なコネクタが設けられたモジュールユニットを前記連結ユニット本体の側面に着脱自在に取り付ける、モジュール取付部と、
    　を備え、
    　前記モジュール取付部は、
    　前記連結ユニット本体の側面に沿って周方向に延びた断面凸状又は断面凹状の第１嵌合部を有しており、前記第１嵌合部が前記モジュールユニットに設けられた断面凹状又は断面凸状の第２嵌合部に嵌合可能な構成を有し、断面凹状の前記第１嵌合部又は前記第２嵌合部が、断面凸状の前記第２嵌合部又は前記第１嵌合部を、前記連結ユニット本体の周方向と直交する厚み方向から挟持し、嵌合した前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部に複数のピンが連通されて、前記連結ユニット本体の側面に前記モジュールユニットを固定させる、
    　連結ユニット。
  7. 　機器の本体側と工具側のいずれか一方に取り付けられる第１連結ユニットと、
    　前記本体側と前記工具側の他方に取り付けられ、前記第１連結ユニットに連結可能な第２連結ユニットと、
    　を備える工具交換装置の、前記第１連結ユニット及び前記第２連結ユニットのうち、少なくともいずれか一方の連結ユニット本体の側面に着脱自在に取り付けられる、モジュールユニットであって、
    　前記連結ユニット本体の側面に設けられたモジュール取付部を介して前記連結ユニット本体の側面に着脱自在に取り付けられ、かつ、ケーブル又はチューブが接続可能なコネクタが設けられた、モジュールユニット本体を備え、
    　前記モジュールユニット本体は、
    　前記モジュール取付部に設けられた、前記連結ユニット本体の側面に沿って周方向に延びた断面凸状又は断面凹状の第１嵌合部に対して、嵌合可能な断面凹状又は断面凸状の第２嵌合部を有しており、断面凹状の前記第１嵌合部又は前記第２嵌合部が、断面凸状の前記第２嵌合部又は前記第１嵌合部を、前記連結ユニット本体の周方向と直交する厚み方向から挟持し、嵌合した前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部に複数のピンが連通されて、前記連結ユニット本体の側面に固定される、
    　モジュールユニット。
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