JPS629887A - 自動ハンド交換装置 - 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】 （産業上の利用分野ン 本発明は工業用ロボットのアーム先端部に各種作業能力
の異るロボットハンドを交換取付けする工業用ロボット
の自動ハンド交換装置に関し、特にハンド交換作用の失
販を解消すべく改善された自動ハンド交換装置に関する
。

（従来技術） 一台の工業用ロボットにそれぞれ作業能力が異る多積の
ロボットを自動的に交換取付けすることニヨって、ロボ
ットの作業融通性を拡張することが可能な自動ハンド交
換装置は既に提供されており、その基本的構成は、工業
用ロボットのロボ。

トアーム側に装着されるチェンジャ本体トロボ。

トハンドが取付けられたハンドアダプタとを着脱自在に
形成し、チェンジャ本体内にクランプ用ピストンとその
クランプ用ピストンの押動によってクランプ位置に移動
するクランプボールとを設け、またハンドアダプタに上
記チェンジャ本体のクランプボールとの係合部を設け、
上記チェンジャ本体とハンドアダプタの着脱交換に応じ
てロボットハンドを交換するようにしたもので、ハンド
アダプタに異種のロボットハンドを予め装着しておくこ
とにより、種々のロボットハンドが一台の工業用ロボッ
トのアーム先端部に装着し得るものである。

（解決すべき問題点） ここで、上述したチェンジャ本体とハンドアダプタとの
着脱交換作用は工業用ロボットのアームや手首の自動作
用を利用して行われることは言うまでもない。つまり、
通常は所定の配列位置に種々のロボットハンドが装着さ
れたハンドアダプタが置かれており、これらの複機のハ
ンドアダプタに対して、チェンジャ本体が固定装着され
たロボットアームがプログラムに従って一定の動作順序
により、所望のロボットハンドを有したハンドアダプタ
をチェンジャ本体に装着する自動作用が遂行される。然
しなから、ハンドアダプタの配列位置ずれが何らかの原
因で発生したりすると、予め教示されたプログラムで自
動交換作用を遂行しても所望のロボットハンドの交換が
上述の配列位置ずれに原因して達成できない場合が発生
する。また、ロボット交換作用の失敗に起因して、チェ
ンジャ本体やハンドアダプタに破損事故を生ずる場合も
あり、故に自動ハンド交換作用の事前にチェンジャ本体
とハンドアダプタとの位置ずれの有無を検出し、位置ず
れが発生しているときは、事前に自動ハンド交換作業を
中断する等の解決手段が必要となる。

（解決手段と作用） 上述の問題点の解決に当って、本発明は、ロボット手首
の先端に取りつけられた自動交換本体部と、その自動交
換本体部に自動嵌脱されるハンドアダプタとを有した自
動ハンド交換装置において、ハンド交換時に上記自動交
換本体部とハンドアダプタとの接近を感知すると共に該
自動交換本体部とハンドアダプタ間の嵌合位置決めピン
の位置ずれを検出する空気式検出手段を上記自動交換本
体部に具備させて、この空気式検出手段によって自動交
換本体部とハンドアダプタとの間に位置ずれが検出され
ると、その自動交換本体部をロボット手首先端に装着し
てロボット自体が、検出信号のフィードパ、りを受けて
直ちに自動ハンド交換作用を中断するものである。以下
、本発明を添付図面に示す実施例に基いて詳細に説明す
る。

（実施例） 第１図は本発明による自動ハンド交換装置の実施例にお
ける要部構造３示す断面図、第２図は同装置の外観斜視
図、第３図は工業用ロボットと本発明による自動ハンド
交換装置との関係を示す機構図、第４図は自動ハンド交
換装置の交換作用を説明する斜視図である。

第１図において、自動ハンド交換装置１０は自動交換本
体部１２とハンドアダプタ１４とを有して構成され、自
動交換本体部１２はロボットアーム（第１図に図示なし
］の先端に具備されたロボット手首１６の先端部に位置
決めピン１８、ボルトねじ２０等を用いて所定の位置に
固定されている。また自動交換本体部１２はその中心部
にハンドアダプタ１４を着脱自在に装着する結合構造部
２２を備えている。即ち、この結合構造部２２はハンド
アダプタ１４のテーパシャンク５０が遊びなく嵌着され
るテーパ受穴２４と接散のクランプボール２６とを有し
た受け２８とクランプボール２６の作動用ピストン部材
３０とを有し、後者の作動用ピストン部材３０は受け２
８に対してばね３２により突出方向に常に付勢されてお
り、外部ハウジング３４とその作動用ピストン部材３０
との間に形成された室３６内に圧力流体路３８を介して
外部から導入される圧力流体、好ましくは圧力空気を受
入すると該作動用ピストン部材６０は内方に後退する構
造となっている。そして突出位置ではクランプポール２
６をクランプ位置へ変位させ、内方への後退位置ではク
ランプポール２６をアンクランプ位置へ変位自在にする
。外部ハウジング３４の前面には少くとも２本の位置決
めピン４０が予め設計選定された位置に設けられており
、この位置決めピン４０がハンドアダプタ１４の位置決
め孔５２に嵌合したとき、このハンドアダプタ１４に予
め取付けられたロボットハンド６０がロボット手首１６
に対して正しい姿勢関係を保って、本発明に係る自動ハ
ンド交換装置１０を介して該ロボット手首１６に装着さ
れることになる。故にハンドアダプタ１４の位置決め孔
５２も上記の位置決めピン４０と対向した所定の位置に
予めピン本数に合わせて形成されており、ロボットハン
ド６０もこれらの位置決め孔５２と一定の位置関係を定
めて予め取付けられていることは言うまでもない。

さて、本実施例によれば、自動交換本体部１２には空気
ノズル４２が設けられている。この空気ノズル４２は好
ましくは２本が一組として設けられ、外部ハウジング３
４に形成された死所４４内に配設されたばね４６の外向
きばね圧を受け、該死所４４に対して後退自在に組込ま
れている。

４８は押えである。さて、空気ノズル４２のノズル孔４
２αは死所４４と空気通路４７、＝、プル４９を介して
背圧検出器６６に結合されている。

また、ハンドアダプタ１４には位置決めピン４０が位置
決め孔５２に正しく嵌入されたときに自動交換本体部１
２の上記空気ノズル４２と正しく対向するハンドアダプ
タ１４の面に空気の逃孔６２が形成されている。つまり
、自動交換本体部１２とハンドアダプタ１４とが正しい
着脱位置に整合したときには空気ノズル４２のノズル孔
４２５！が吹き出される空気流はハンドアダプタ１４の
空気逃孔６２に流入するから背圧検出器６６には大きな
背圧変化を生じない。

他方、自動交換本体部１２とハンドアダプタ１４とが位
置決めピン４０、位置決め孔５２の両者間の整合がとら
れていない位置ずれ状態にあるときには、自動交換本体
部１２の空気ノズル４２がハンドアダプタ１４にハンド
装着のために接近したとき、該空気ノズル４２のノズル
孔４２αとハンドアダプタ１４の空気逃げ孔６２との整
合も得られていないから、空気ノズル４２から吹き出さ
れる圧力空気は逃げ路を失い、故に背圧検出器６６には
背圧上昇が検出される。つまり、空気ノズル４２と空気
ノズル６２との整合、非整合を背圧変化で検出すること
により、自動交換本体部１２の位置決めピン４０とハン
ドアダプタ１４の位置決め孔５２との位置の一致又はず
れが検出できるのである。こ＼で、空気ノズル４２の常
時の長さＬは位置決めピン４０の突出長さ１より長く形
成して、位置決めピン４２がハンドアダプタ１４の面に
当接する前に上述した位置の一致又はずれを空気ノズル
４２で検出できるようにして置くことが好ましい。また
、このように形成しておけば、空気ノズル４２がハンド
アダプタ１４の面に接近して行く過程の背圧変化を監視
するこ七によって、自動交換本体部１２とハンドアダプ
タ１４との自動ハンド交換作用時における両者の接近状
態を予め検出することも可能で、このような検出信号を
利用してロボットハンド側の動作速度を低減させ、低速
度で自動交換本体部１２をハンドアダプタ１４に接近さ
せることもできる。

また、空気ノスル４２の外径りはハンドアダプタ１４の
空気逃げ孔６２の孔内径より大きく形成し、正しく両者
が整合したときは、空気ノズル４２がばね４６のばね圧
に抗して死所４４内に後退して行く様に形成することが
、製造、組立上で簡単である。つまり、自動交換本体部
１２とハンドアダプタ１４との接合時に空気ノズル４２
を空気逃げ孔６２に嵌入させる構成では空気ノズル４２
及び空気逃げ孔６２の加工に精密度を要し、加工が困難
となる。

さて、第２図は、上述した実施例の外観を示しており、
この実施例では、２本の位置決めピン４２と２本、−組
の空気ノズル４２が自動交換本体部１２に設けられてい
る場合を示しており、故にハンドアダプタ１４には対応
して２つの位置決め孔５２と２つの空気逃げ孔６２とが
設けられている場合を示している。６３はハンドアダプ
タ１４に形成されたロボットハンド６０（第１図）の取
付ねじ孔である。

さて、第３図は上述した自動ハンド交換装置１０を具備
した工業用ロボットの構成例を示しており、自動ハンド
交換装置１ｏの自動交換本体部１２はロボット手首１６
の先端に予め固定、保持されている。また、この自動交
換本体部１２に内蔵された既述の空気式位置ずれ検出手
段の空気ノズル４２へ圧力空気を供給する空気配管６７
はロボット手首１６を経てロボット第１アーム７０の適
所に取付けられた１！磁弁ボ、クス７２の内部に格納さ
れている背圧検出器６６に接続され、更に該電磁弁ポ、
クス７２を経て、圧力空気源へ接続されている。このと
き、圧力空気源はロボットハンド６０等の作動媒体に圧
力空気が用いられていれば、その作動媒体である圧力空
気の空気源を空気式位置ずれ検出手段の圧力空気の空気
源として共用でき、これによって構成の簡素化な図るこ
とが可能であることは言うまでもない。さて、ロボット
第１アーム７０はロボット第２アーム７２に枢着され、
該ロボット第２アーム７２はロボット旋回胴７４の上端
に枢着されている。ロボット旋回胴７４は基台７６に対
して縦＠線回りに旋回可能である。これらロボット可動
部の構成、作用は周知であり、こくでは詳説しないが、
これらロボット可動部の作用を利用して自動交換本体部
１２ヲ所望のロボットハンド６０α、６０ｂ・・・等が
予メ取付けられたハンドアダプタ１４に接近させて、自
動ハンド交換を行うことは言うまでもない。

第４図は、このようにして工業用ロボットの可動部の作
用で自動ハンド交換を行う場合の作用を説明している。

同第４図において、各種のロボットハンド６０を予め取
付けられた複数のハンドアダプタ１４が、予め定められ
た交換台８０の所定の位置に配列されており、この配列
に就いては、交換台８０のどの位置にどの種類のロボッ
トハンド６０を予め取付けたハンドアダプタ１４が置か
れているかという情報は勿論、ロボットに教示されてい
る。そして、自動ハンド交換時には、先ず、自動交換本
体部１２に既に装着されているロボ。

トハンドを交換台８０の所定位置に周知の方法で戻し、
次に装着すべきロボットハンド６０を有しているハンド
アダプタ１４に接近する。この接近段階では予め教示さ
れた動作をロボット可動部が遂行することにより、所望
のハンドアダプタ１４が正しく自動交換本体部１２に装
着されるようになっている。然しなから、前回のロボッ
トハンドの戻し時等に微細な位置ずれを伴って戻されて
いる等したときには、教示どおりの動作をロボット可動
部が遂行して、第４図に矢印で示すように自動交換本体
部１２をハンドアダプタ１４に接近させても両者が装着
結合するための正しい位置の整合関係は得られない。こ
のようなときに、本発明による自動ハンド交換装置１０
は既述の如く、装着結合の動作開始前に位置ずれを検出
し、その検出信号を背圧検出器６６（第１図）からロボ
ット制御装置にフィードパ、りして、装着結合動作を中
断させるのである。既ち、自動ハンド交換作用号中断す
るのである。この結果、自動ハンド交換作用の失敗を回
避することが可能となる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、自動
ハンド交換装置がそれ自体に自動交換本体部とハンドア
ダプタとの位置ずれを検出する空気式位置ずれ検出手段
を有し、位置ずれの検出時には、直ちにその検出信号に
従って自動ハンド交換作用を中断するから、自動ハンド
交換作用の失敗が回避でき、故にその結果として、自動
交換本体部やハンドアダプタの損傷原因を解消すること
が可能となり、結果的にはロボット動作の安全性を向上
させることができるという効果を得ることができる。ま
た、自動交換本体部とハンドアダプタとの接近を検出す
ることも可能であるから両者の結合時には、接近信号に
応じて相対動作を低減させ、急激な結合動作を防止して
自動ハンド交換装置の耐用性を向上させることもできる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による自動ハンド交換装置の実施例に
おける要部構造を示す断面図、第２図は同装置の外観斜
視図、第３図は工業用ロボットと本発明による自動ハン
ド交換装置との関係を示す機構図、第４図は自動ハンド
交換装置の交換作用を説明する斜視図。 １０・・・自動ハンド交換装置、１２・・・自動交換本
体部、１４・・・ハンドアダプタ、４０・・・位置決め
ピン、５２・・・位置決め孔、４２・・・空気ノズル、
４２α・・・ノズル孔、６２・・・空気逃げ孔、６６・
・・背圧検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロボット手首の先端に取りつけられた自動交換本体
   部と、その自動交換本体部に自動嵌脱されるハンドアダ
   プタとを有した自動ハンド交換装置において、ハンド交
   換時に前記自動交換本体部とハンドアダプタとの接近を
   感知すると共に該自動交換本体部とハンドアダプタ間の
   嵌合位置決めピンの位置ずれを検出する空気式検出手段
   を前記自動交換本体部に具備させて成る自動ハンド交換
   装置。 ２、前記位置決めピンは前記自動交換本体部から前記ハ
   ンドアダプタの位置決め孔に向けて突出する一対の突出
   ピンから成り、前記空気式検出手段はその突出ピンより
   長い空気ノズルを前記ハンドアダプタの空気逃がし孔と
   対設して前記自動交換本体部から突出させて形成した特
   許請求の範囲第１項に記載の自動ハンド交換装置。