JPH0513444Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本考案は工具着脱装置に関し、作業ロボツト用
の工具を自動的にロボツトハンド部へ着脱する装
置に用いる好適なものである。

Ｂ 考案の概要 本考案は、工具を自動的に着脱させる装置にお
いて、工具をクランプするための第１のピストン
と工具を取外すための第２のピストンとを設け、
第１のピストンをピストンガイド内で摺動移動さ
せてボールを工具ホルダの取付シヤンクに凹設さ
れた嵌合穴の内周面に設けられた溝に係合させる
ことによりその取付シヤンクを工具着脱装置本体
の工具取付穴にクランプする一方、アンクランプ
時に第１のピストンを摺動移動させて溝に対する
ボールの係合を解除すると共に第２のピストンを
移動させることでその先端で取付シヤンクを工具
取付穴から押し出すことにより、工具の着脱の容
易化を図つたものである。

Ｃ 従来の技術 現在、工場等で広く作業用ロボツトが使用され
ており、作業者の熟練と重労働に頼つていた溶接
や鋳物等のばり取り作業も作業用ロボツトによつ
て行われるようになつてきている。この作業ロボ
ツトに１台の複数種類の作業を行わせる場合、そ
れぞれの作業に応じた工具をそのハンド部に取付
ける必要がある。

Ｄ 考案が解決しようとする問題点 従来、作業ロボツトのハンド部に各種作業用工
具を取付ける場合、作業者の手作業で行なつてい
るため、工具を交換する際には時間がかかり作業
ロボツトの稼動効率低下を招くばかりでなく、そ
れが自動運転の妨げとなるという問題点があつ
た。特に、その作業ロボツトで精度の高い作業を
行なう場合には、作業者が工具装着を行う時に精
度良く工具を装着する必要があるため、芯合せの
ためにノツクピン等を打ち込む等の作業を行わな
ければならず、工具交換にはかなりの時間と労力
を費やしていた。

本考案は、このような問題点を解決するもので
あり、自動的に精度良く作業用工具を着脱するこ
とができ、作業ロボツトに用いて好適な工具着脱
装置を提供することを目的としている。

Ｅ 問題点を解決するための手段 この目的を達成するための本考案にかかる工具
着脱装置の構成は、ロボツトアーム先端のハンド
部に固定されると共に工具を保持する工具ホルダ
の取付シヤンクが嵌入する工具取付穴が凹設され
た工具着脱装置本体と、前記本体に固定されると
共に前記工具取付穴内に突出して前記取付シヤン
クに凹設されている嵌合穴に嵌入し得る筒部が形
成されたピストンガイドと、前記ピストンガイド
の筒部に穿設された孔にその外周方向に突出自在
に遊嵌されると共に前記嵌合穴の内周面に設けら
れた溝に係合し得るボールと、前記本体内に形成
されたシリンダ室に装入されると共にその軸部が
前記ピストンガイドの筒部内に摺動自在に挿入さ
れて該軸部で前記ボールを前記溝に押圧すること
で前記取付シヤンクを前記工具取付穴内にクラン
プする中空の第１のピストンと、前記本体内に形
成されたシリンダ室に装入されると共にその軸部
が前記第１のピストンの中空部内に摺動自在に挿
入されて該軸部先端で前記嵌合穴底部を押圧する
ことで前記取付シヤンクを前記工具取付穴から押
し出す第２のピストンとを具えてなることを特徴
とするものである。

Ｆ 作用 工具着脱装置本体は予め例えば作業ロボツトの
ハンド部の機械装置側に取付けられる。工具を装
着するときは、工具ホルダの取付シヤンクを工具
取付穴内に挿入してその嵌合穴にピストンガイド
の筒部を嵌入させると共に、第１のピストンを作
動させると、ボールが嵌合穴内に設けられた溝に
押圧されて取付シヤンクが工具取付穴にクランプ
される。一方、工具を取外すときは、第１のピス
トンを逆方向に作動させて溝に対するボールの係
合を解除すると共に、第２のピストンを作動させ
ると第２のピストンの先端で取付シヤンクが工具
取付穴から押し出される。

Ｇ 実施例 以下、本考案の一実施例を図面により具体的に
説明する。第１図は本考案の一実施例にかかる作
業ロボツト用工具着脱装置の縦断面図、第２図は
作業ロボツト全体の概略図である。

第２図に示すように、作業ロボツト１１のロボ
ツトアーム１２の先端にハンド部１３が回転自在
に備えられ、そのハンド部１３に本考案にかかる
工具着脱装置１４が取付けられると共に、工具着
脱装置１４を介して例えばばり取り用グラインダ
１５等の工具が着脱される。

第１図に示すように、ハンド部１３に工具着脱
装置１４の本体１６が固定される。本体１６の先
端側に工具を保持する工具ホルダ１７のテーパ状
取付シヤンク１８が嵌入するテーパ状の工具取付
穴１９が凹設されると共に、本体１６内部にはそ
の工具取付穴１９と連通する２段のシリンダ室２
０が形成されている。シリンダ室２０の工具取付
穴１９側端部には、中空の筒部２１が形成された
ピストンガイド２２が本体１６に固定されてお
り、その筒部２１が工具取付穴１９内に突出して
いる。一方、工具ホルダ１７の取付シヤンク１８
には嵌合穴２３が凹設されていて、取付シヤンク
１８が工具取付穴１９に嵌入した時にその嵌合穴
２３内にピストンガイド２２の筒部２１が嵌入す
るようになつている。筒部２１には円周方向に複
数の孔２４が穿設され、そこにそれぞれボール２
５が外周方向に突出自在に遊嵌されている。この
ボール２５は取付シヤンク１８が工具取付穴１９
に嵌入した時に取付シヤンク１８の嵌合穴２３の
内周面に設けられている環状溝２６に係合する。
また、筒部２１の外周部にはボール２５の落下防
止用のカラー２７が摺動自在に挿嵌され、カラー
２７はばね２８により先端側へ付勢されると共
に、カラー２７の内周面の突起２９が筒部２１に
形成された案内溝３０内に摺動自在に嵌まつてい
る。このカラー２７は取付シヤンク１８が工具取
付穴１９に嵌入した時に取付シヤンク１８の先端
が当接して、ばね２８に抗して基端側へ押し込ま
れる一方、取付シヤンク１８が抜出されるとばね
２８によつて突起２９が案内溝３０の端部に当た
る所まで移動させられ、孔２４を覆つてボール２
５の外側への落下を防止する。

一方、シリンダ室２０は径の異なる２つの室を
有し、そこにそれぞれ第１のピストン３１及び第
２のピストン３２が装入されている。第１のピス
トン３１は中空となつており、その軸部３３がピ
ストンガイド２２の筒部２１内に摺動自在に挿入
され、先端部がボール２５の所まで延びている。
軸部３３の先端部外周面には基端側が大径となつ
た段差が形成されており、第１のピストン３１が
先端側へ移動した時はその大径部がボール２５に
当接してボール２５を外周方向に突出させる一
方、第１のピストン３１が基端側へ移動した時は
その小径部がボール２５の所に位置してボール２
５が筒部２１の内側に退避するようになつてい
る。また、第２のピストン３２はその軸部３４が
第１のピストン３１の中空部内に摺動自在に挿入
されており、軸部３４の先端は第１のピストン３
１の軸部３３を貫通すると共にそこに嵌合穴２３
の底部に当接し得る突き金３５が固定されてい
る。さらに、本体１６にはシリンダ室２０と外部
とを連通する第１〜第３のエア給排路３６，３
７，３８が穿設され、それらは本体１６外周部に
回転自在に取付けられると共に回り止め３９によ
つてロボツトアーム１２に連結されたスイベルジ
ヨイント４０の第１〜第３のエア給排口４１，４
２，４３に連通している。この第１のエア給排路
３６は第１のピストン３１の前部において、第２
のエア給排路３７は両ピストン３１，３２の中間
部において、また第３のエア給排路３８は第２の
ピストン３２の後部において各々シリンダ室２０
と連通している。

尚、４４は工具ホルダ１７に穿設された位置決
めピン、４５は本体１６に凹設されたその位置決
めピン４４が嵌入する位置決め穴である。

このような構成を有する工具着脱装置におい
て、工具を装着する場合には、先ず工具ホルダ１
７の取付シヤンク１８を工具取付穴１９内に挿入
し、その嵌合穴２３内にピストンガイド２２の筒
部２１を嵌入する。この時、位置決めピン４４が
位置決め穴４５に嵌入することで工具ホルダ１７
の本体１６に対する位相が合わせられる。次に、
第１及び第３のエア給排口４１，４３から排気す
ると共に第２のエア給排口４２からシリンダ室２
０にエアを供給すると、第２のピストン３２が基
端側へ引込むと同時に第１のピストン３１が先端
側へ移動する。すると、第１のピストン３１の軸
部３３の大径部がボール２５と係合してそれを外
側へ押し出し、ボール２５が取付シヤンク１８の
嵌合穴２３内の環状溝２６に押圧されて取付シヤ
ンク１８を工具取付穴１９にクランプする。

一方、工具を取外すときは、先ず第２及び第３
のエア給排口４２，４３から排気すると共に第１
のエア給排口４１からシリンダ室２０にエアを供
給する。すると、第１のピストン３１が基端側へ
移動し、その軸部３３の小径部がボール２５と係
合し、ボール２５によるクランプが解除される。
次に、第１及び第２の給排口４１，４２から排気
すると共に第３のエア給排口４３からシリンダ室
２０にエアを供給すると、第２のピストン３２が
先端側へ移動し、その軸部３４先端に取付けられ
ている突き金３５が取付シヤンク１８の嵌合穴２
３の底部に当接して取付シヤンク１８を工具取付
穴１９から押し出す。尚、取付シヤンク１８が工
具取付穴１９から抜出されると、ばね２８の作用
によりその移動に伴つてカラー２７が先端側に移
動してボール２５の脱落を防止している。

このように、第１のピストン３１を作動させる
ことによりボール２５で取付シヤンク１８の嵌合
穴２３の内部から取付シヤンク１８を工具取付穴
１９に押圧し、それらのテーパ面同志を結合させ
て固定するので、大きな固定力が得られ苛酷な作
業条件にも耐え得るものとなる。また、工具を取
外すときは、第２のピストンで取付シヤンク１８
を押し出してテーパ面の密着を解放するので、容
易に取外すことができ、従つて工具ホルダ１７の
着脱を自動的に且つ短時間で正確に行うことが可
能となる。

Ｈ 考案の効果 以上、一実施例を挙げて詳細に説明したように
本考案によれば、自動的に短時間で精度良く工具
を着脱することができるので、これを作業ロボツ
トに用いれば、ロボツトハンド部にコンパクトに
装着できる一方、作業ロボツトにおける工具交換
時間の短縮と工具取付精度の向上を図ることが可
能となる。その結果、一台の作業ロボツトでの複
数種の加工が容易となり、作業ロボツトの稼動効
率向上及び省力化が達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例にかかる作業ロボツ
ト用工具着脱装置の縦断面図、第２図は作業ロボ
ツト全体の概略図である。 図面中、１４は工具着脱装置、１６は本体、１
７は工具ホルダ、１８は取付シヤンク、１９は工
具取付穴、２０はシリンダ室、２１は筒部、２２
はピストンガイド、２３は嵌合穴、２４は孔、２
５はボール、２６は環状溝、３１は第１のピスト
ン、３２は第２のピストン、３３，３４は軸部で
ある。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ロボツトアーム先端のハンド部に固定されると
   共に工具を保持する工具ホルダの取付シヤンクが
   嵌入する工具取付穴が凹設された工具着脱装置本
   体と、前記本体に固定されると共に前記工具取付
   穴に突出して前記取付シヤンクに凹設されている
   嵌合穴に嵌入し得る筒部が形成されたピストンガ
   イドと、前記ピストンガイドの筒部に穿設された
   孔にその外周方向に突出自在に遊嵌されると共に
   前記嵌合穴の内周面に設けられた溝に係合し得る
   ボールと、前記本体内に形成されたシリンダ室に
   装入されると共にその軸部が前記ピストンガイド
   の筒部内に摺動自在に挿入されて該軸部で前記ボ
   ールを前記溝に押圧することで前記取付シヤンク
   を前記工具取付穴内にクランプする中空の第１の
   ピストンと、前記本体内に形成されたシリンダ室
   に装入されると共にその軸部が前記第１のピスト
   ンの中空部内に摺動自在に挿入されて該軸部先端
   で前記嵌合穴底部を押圧することで前記取付シヤ
   ンクを前記工具取付穴から押し出す第２のピスト
   ンとを具えてなることを特徴とする工具着脱装
   置。