JP5593866B2 - Tool change mechanism - Google Patents
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Description
一実施形態はツール交換機構及び調整方法に関する。 One embodiment relates to a tool change mechanism and an adjustment method.
近年、パーソナルコンピュータや携帯電話機等の製造に代表される電子機器の製造分野では、多種多様なユーザのニーズに応えるべく、多種変量生産が主流になってきている。多種変量生産を行なうために考案された組立てのセル生産では、作業者一人が他品種の組立てを行なわなくてはならない。他品種の組立てを自動組立機で行なう場合は、ロボットなどの汎用自動化設備に他品種の組立てを行なうことができる機能を組み込まなければならない。 In recent years, multivariate production has become mainstream in order to meet the needs of a wide variety of users in the field of manufacturing electronic devices represented by the manufacture of personal computers and mobile phones. In assembly cell production designed for multivariate production, one worker must assemble other types. When another type of assembly is performed by an automatic assembly machine, a function capable of assembling other types must be incorporated into a general-purpose automation facility such as a robot.
例えば、品種の異なる製品を組み立てるためには、その製品専用の工具や治具(ツール)を用いるため、マルチツールユニットやツールチェンジユニットをロボットに装着することが一般的である。すなわち、ロボットのアームの先端に取り付けたツールを、これから組立てを行なう製品専用のツールに交換する。 For example, in order to assemble products of different varieties, it is common to mount a multi-tool unit or a tool change unit on a robot because tools and jigs (tools) dedicated to the product are used. That is, the tool attached to the tip of the robot arm is replaced with a tool dedicated to the product to be assembled.
ツールチェンジユニットは、一般的に、ツールの装着・離脱を行なう機構と、その機構を駆動するためのアクチュエータ(モータ、エアシリンダ等)を有している。ロボットにこのような機構を搭載する場合、ロボットアームに対する許容負荷や大きさによる制約条件から、ツールチェンジユニットを小型化・軽量化しなければならない。ツールチェンジユニットを小型化・軽量化するために、アクチュエータを使用しないツールチェンジャが提案されている。 The tool change unit generally has a mechanism for attaching / detaching a tool and an actuator (motor, air cylinder, etc.) for driving the mechanism. When such a mechanism is mounted on a robot, the tool change unit must be reduced in size and weight due to restrictions on the allowable load and size of the robot arm. In order to reduce the size and weight of the tool change unit, a tool changer that does not use an actuator has been proposed.
アクチュエータを使用しないツールチェンジユニットの一例として、ペンプロッタ(XYプロッタ)に使用されているペン交換機構が知られている。ペンプロッタにおいては、ツールの装着・離脱を行なうための機構を駆動するアクチュエータを、ツールの移動・位置決めを行なうXY移動機構が兼ねている。ただし、ペンプロッタにおけるツールはペンであり、ペンは描く線の色や太さが異なるだけで、外形形状や重量は同じである。すなわち、異なるツールに交換はするものの、外形形状や重量が同じツールに限られる。 As an example of a tool change unit that does not use an actuator, a pen replacement mechanism used in a pen plotter (XY plotter) is known. In the pen plotter, an XY movement mechanism that moves and positions the tool also serves as an actuator that drives a mechanism for loading and unloading the tool. However, the tool in the pen plotter is a pen, and the pen has only the same color and thickness, but the outer shape and weight are the same. In other words, although the tools are replaced with different tools, the tools are limited to the same outer shape and weight.
一方、各種製品の自動組立作業では、ツール・ロボットの機能性能に関係無くツール交換ができなければならない。また、ツールチェンジユニット自体の重量・大きさ・形状を共通化も要求されている。上述のペンプロッタと同様に、ロボット自身をツールチェンジユニットのアクチュエータとして用いる場合、ツール重量やロボットの許容負荷能力に合わせて把持力(装着力)・リリース力(離脱力)を可変できる機構が必要となる。 On the other hand, in automatic assembly work of various products, tools must be exchanged regardless of the functional performance of the tool / robot. Also, it is required to share the weight, size and shape of the tool change unit itself. As with the pen plotter described above, when the robot itself is used as an actuator for the tool change unit, a mechanism that can change the gripping force (mounting force) and release force (detachment force) according to the tool weight and the allowable load capacity of the robot is required. It becomes.
一般的に、ツールチェンジユニットでは、ツールが装着される側(例えば、ロボットアームの先端)の係合部をツール側に設けられた係合部に係合させることによりツールを把持する。ツールが装着される側の係合部は例えば円筒状の凸部であり、ツール側の係合部は例えば当該円筒状の凸部が挿入されて嵌合する円筒状の凹部である場合が多い。すなわち、ツール装着側の円筒状の凸部をツールの円筒状の凹部に嵌め込んでツールを把持する機構である。 In general, in a tool change unit, a tool is gripped by engaging an engaging portion on a side on which a tool is mounted (for example, a tip of a robot arm) with an engaging portion provided on the tool side. The engagement portion on the side where the tool is mounted is, for example, a cylindrical convex portion, and the engagement portion on the tool side is, for example, a cylindrical concave portion into which the cylindrical convex portion is inserted and fitted. . That is, this is a mechanism for gripping the tool by fitting the cylindrical convex portion on the tool mounting side into the cylindrical concave portion of the tool.
このようなツール把持機構と同様な機構として、樹脂製チューブの搬送治具において、チューブ挿入孔の外周に3個のボールプランジャを等間隔で設け、3点で樹脂製チューブに係合して把持することが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。また、鋳造金型装置において、ボアピンの外周部に3個のボールプランジャを設け、スリーブの内面にボールプランジャのボールを押し付けることで、ボアピンでスリーブを保持することが提案されている(例えば、特許文献2参照。)。さらに、周囲枠体の円周方向に等間隔で設けられた3本の支持棒材を球体の外周に押し付けて係合させ、球体を3点で保持する球体支持方法が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。 As a mechanism similar to such a tool gripping mechanism, in a resin tube transport jig, three ball plungers are provided at equal intervals on the outer periphery of the tube insertion hole and gripped by engaging the resin tube at three points. (For example, refer to Patent Document 1). Further, in a casting mold apparatus, it has been proposed that three ball plungers are provided on the outer peripheral portion of a bore pin and the ball plunger is held on the inner surface of the sleeve to hold the sleeve with the bore pin (for example, a patent) Reference 2). Furthermore, a sphere support method has been proposed in which three support rods provided at equal intervals in the circumferential direction of the peripheral frame are pressed and engaged with the outer periphery of the sphere to hold the sphere at three points (for example, , See Patent Document 3).
ツールチェンジユニットにおいて、ロボットアームの先端のツールが装着される側の係合部(凸部)をツール側に設けられた係合部(凹部)に係合させることによりツールを装着・把持する場合がある。このような場合には、ツールの重量やロボットの許容負荷に合わせて、係合力(把持力)や係合させるために加える押圧力を変更するための調整機構を設ける必要がある。このような調整機構を係合部(凹部)を有するツール側に設けた場合、ツール側の大きさが大きくなり、ツール側の重量も増大してしまい、それだけロボットアームへの負荷が大きくなって好ましくない。 In the tool change unit, when the tool is mounted and gripped by engaging the engaging part (convex part) on the tool arm side with the engaging part (concave part) provided on the tool side. There is. In such a case, it is necessary to provide an adjustment mechanism for changing the engagement force (gripping force) and the pressing force applied for engagement in accordance with the weight of the tool and the allowable load of the robot. When such an adjustment mechanism is provided on the tool side having the engaging portion (concave portion), the size on the tool side increases, the weight on the tool side also increases, and the load on the robot arm increases accordingly. It is not preferable.
そこで、ツールの重量やロボットの許容負荷能力に合わせて係合力(把持力)や離脱力(リリース力)を簡単に調節できる小型の調整機構の開発が望まれている。 Therefore, it is desired to develop a small adjustment mechanism that can easily adjust the engagement force (gripping force) and the release force (release force) in accordance with the weight of the tool and the allowable load capability of the robot.
一実施形態によれば、ツール移動装置に装着するツールを交換する際に用いるツール交換機構であって、係合凸部を有し、ツール移動装置に取り付けられる第1のツールチェンジャと、前記係合凸部が挿入される係合凹部を有し、ツールに取り付けられる第2のツールチェンジャとを有し、前記第1のツールチェンジャの前記係合凸部を貫通する奇数個の調整孔を、該係合凸部の中心で互いに交差するように形成し、前記奇数個の調整孔の前記係合凸部の一方の側面にそれぞれに該係合凸部の側面からボールの一部が突出するボールプランジャを配置し、前記奇数個の調整孔の前記係合凸部の他方の側面側から、前記ボールプランジャの押圧力の調整に用いられる工具が挿入可能とし、前記第2のツールチャンジャの前記係合凹部側面には、前記係合凸部から突出したボールプランジャのボールが係合するV溝が設けられているツール交換機構が提供される。 According to one embodiment, a tool exchanging mechanism used when exchanging a tool attached to a tool moving device, the first tool changer having an engaging convex portion and attached to the tool moving device, and the engagement has an engaging recess convex portion is inserted, and a second tool changer mounted to the tool, an odd number of adjustment holes through the engagement convex portion of the first tool changer, The engaging protrusions are formed so as to intersect each other at the center thereof, and a part of the ball protrudes from one side surface of the engaging protrusions to each side surface of the odd number of adjustment holes. A ball plunger is disposed, a tool used for adjusting the pressing force of the ball plunger can be inserted from the other side surface of the engagement convex portion of the odd number of adjustment holes, and the second tool changer has the the engagement recess side, Tool change mechanism V groove ball of the ball plunger protruding from Kigakarigototsu portion is engaged is provided is provided.
ツールの重量やツール移動装置の許容負荷能力に合わせて、ツールの把持力や離脱力(リリース力)を簡単に調節することができる。 In accordance with the weight of the tool and the allowable load capacity of the tool moving device, the gripping force and release force (release force) of the tool can be easily adjusted.
次に、実施形態について図面を参照しながら説明する。 Next, embodiments will be described with reference to the drawings.
図1及び図2は一実施形態によるツール交換機構であるツールチェンジユニット2の断面図である。ツールチェンジユニット2は、アーム側ツールチェンジャ2Aとツール側ツールチェンジャ2Bを含む。図1にはツール側ツールチェンジャ2Bがアーム側ツールチェンジャ2Aから離脱した状態が示されている。ツール側ツールチェンジャ2Bは、図2に示すようにアーム側ツールチェンジャ2Aに装着可能である。
FIG.1 and FIG.2 is sectional drawing of the tool change unit 2 which is a tool exchange mechanism by one Embodiment. The tool change unit 2 includes an arm
アーム側ツールチェンジャ2Aは、ダンパ機構4を介してロボットアーム6の先端に取り付けられる。ロボットアーム6を動かすことでアーム側ツールチェンジャ2Aを移動することができる。ダンパ機構4はロボットアーム6に対してアーム側ツールチェンジャ2Aを図2における上方向に弾性的に移動可能するために設けられるものである。本実施形態において、ロボットは、作業を行なう位置までツールを移動するための装置の一例であり、ツール移動装置に相当する。
The arm side tool changer 2 </ b> A is attached to the tip of the robot arm 6 via the damper mechanism 4. By moving the robot arm 6, the arm-
ツール側ツールチェンジャ2Bは、ツール8に固定されてツール8と一体となる。本実施形態ではツール8として吸着ヘッドが用いられおり、ツール8には吸引通路8aが設けられている。ツール側ツールチェンジャ2Bがツール8に取り付けられると、ツール8の吸引通路8aはツール側ツールチェンジャ2Bの吸引プラグ41に接続された状態となる。ツール側ツールチェンジャ2Bがアーム側ツールチェンジャ2Aに装着されると、ツール側ツールチェンジャ2Bの吸引プラグ41はアーム側ツールチェンジャ2Aに設けられたソケット穴21aに挿入された状態となり、ツール8の吸引通路8aはツールチェンジャ2Aの吸引通路21bに接続される。これにより、ツール側ツールチェンジャ2Aの吸引通路21bに負圧を導入することで、吸着ヘッドであるツール8に負圧を導入して吸着動作を行なわせることができる。
The tool side tool changer 2 </ b> B is fixed to the
ここで、アーム側ツールチェンジャ2Aの構造について詳細に説明する。図3はアーム側ツールチェンジャ2Aを図1の矢印III方向から見た平面図である。図4はアーム側ツールチェンジャ2Aを図1の矢印IV方向から見た側面図である。
Here, the structure of the arm-
アーム側ツールチェンジャ2Aは、平板状の本体20と、本体20の外周の一部から垂直方向に延在するソケット形成部21と、本体20の中央部分から突出した係合凸部22とを有する。本体20はアルミ合金等の比較的軽い金属材料で形成される。係合凸部22の周囲において、2本の位置決めピン23が本体20から突出して設けられている。位置決めピン23は、ステンレス鋼のように比較的硬度の高い金属材料により形成される。
The arm-side tool changer 2 </ b> A includes a flat plate-shaped main body 20, a socket forming portion 21 that extends in a vertical direction from a part of the outer periphery of the main body 20, and an engagement
ツール側ツールチェンジャ2Bがアーム側ツールチェンジャ2Aに装着される際、係合凸部22は、ツール側ツールチェンジャ2Bの係合凹部に挿入されて嵌合する。これによりツール側ツールチェンジャ2Bは、アーム側ツールチェンジャ2Aに離脱可能に装着される。係合凸部22が係合凹部に挿入される前に、2本の位置決めピン23がツール側ツールチェンジャ2Bの位置決め孔に挿入されて嵌合することで、アーム側ツールチェンジャ2Aはツール側ツールチェンジャ2Bに対して位置決めされる。
When the tool
アーム側ツールチェンジャ2Aのソケット形成部21には空気吸引用継ぎ手10が取り付けられ、吸引通路21bに接続される。したがって、空気吸引用継ぎ手10から空気を吸引することで、吸引通路21b及び吸引プラグ41を介してツール8の吸引通路8aに負圧を導入することができる。
An air suction joint 10 is attached to the socket forming portion 21 of the arm
アーム側ツールチェンジャ2Aの本体20の側面からはロッド24が延出している。ダンパ機構4のロッド4aに一端が取り付けられたバネ11の他端がロッド24に取り付けられている。アーム側ツールチェンジャ2Aはダンパ機構4により図4の矢印方向にスライド可能に支持されており、バネ11はアーム側ツールチェンジャ2Aのスライド方向と反対方向に付勢している。
A rod 24 extends from the side surface of the main body 20 of the arm-
本体20から突出している係合凹部22は円柱形状であり、その直径方向に貫通して延在する3本の調整孔22aが形成されている。調整孔22aの内面には、全長さにわたってネジが形成れており、外周にネジが形成されたボールプランジャ25が各調整孔22a内にねじ込まれて配置されている。後述のように、ボールプランジャ25のボールがツール側ツールチェンジャの係合凹部の内面に押し付けられることで、ツール側ツールチェンジャ2Bがアーム側ツールチェンジャ2Aに装着され固定される。
The engaging
次に、ツール側ツールチェンジャ2Bの構造について詳細に説明する。図5はツール側ツールチェンジャ2Bを図1の矢印V方向から見た平面図である。図6はツール側ツールチェンジャ2Bを図1の矢印VI方向から見た側面図である。
Next, the structure of the tool
上述のように、ツール側ツールチェンジャ2Bの本体40には、吸引プラグ41が取り付けられ、アーム側ツールチェンジャ2Aの吸引ソケット穴21aに嵌合するようになっている。アルミ合金のように比較的軽い金属材料で形成された本体40には、アーム側ツールチェンジャ2Aの位置決めピン23が挿入される位置決め穴42が形成されている。位置決め孔42には、ステンレス鋼のように比較的硬度の高い金属材料で形成されたブッシュ42aが嵌め込まれている。ブッシュ42の内径は位置決めピン23の外径より僅かに大きい程度であり、2箇所のブッシュ42に位置決めピン23が嵌合することで、アーム側ツールチェンジャ2Aをツール側ツールチェンジャ2Bに対して精度よく位置決めすることができる。
As described above, the
ツール側ツールチェンジャ2Bの本体40には、アーム側ツールチェンジャ2Aの係合凸部22が挿入される係合凹部43が形成されている。係合凹部43の内面に、円環状のV溝44aを有するテーパリング44が嵌め込まれている。テーパリング44は、ステンレス鋼のように比較的硬度の高い金属材料で形成されている。アーム側ツールチェンジャ2Aの係合凸部22がツール側ツールチェンジャ2Bの係合凹部43に挿入されると、係合凸部22の外周面から突出した3個のボールプランジャ25の先端のボールが、テーパリング44のV溝44aに係合するようになっている。ボールプランジャ25のボールがテーパリング44のV溝44aに係合することで、係合凸部22が係合凹部43に固定される。ボールプランジャ25による固定動作については後述する。
The main body 40 of the tool
本体40の一端(上側の端部)には、本体の左右方向に延在する支持板45が固定されている。支持板45は後述のようにツール側ツールチェンジャ2Bに取り付けられたツール8をホルダに収納するときにツール側ツールチェンジャ2Bの上部を支持するために設けられる。支持板45の左右両側には、ホルダに設けられた位置決めピンに係合する位置決め孔を有するブッシュ45aが設けられている。本体40の下部の両側面には、先端がテーパ状に形成されたガイド46が取り付けられている。ガイド46は、後述のように、ツール側ツールチェンジャ2Bに取り付けられたツール8をツールホルダに収納する際にツール側ツールチェンジャ2Bが垂直になるようにガイドする機能を果たす。
A
ここで、アーム側ツールチェンジャ2Aの3個のボールプランジャ25によるツール側ツールチェンジャ2Bの固定動作について説明する。図7はアーム側ツールチェンジャ2Aの係合凸部22が、ツール側ツールチェンジャ2Bの係合凹部43に挿入された状態を示す平面図である。図8はボールプランジャ25のボールがV溝44aに係合した状態を示す拡大断面図である。
Here, the fixing operation of the tool
アーム側ツールチェンジャ2Aの係合凸部22は、ツール側ツールチェンジャ2Bの係合凹部43に嵌め込まれたテーパリング44の内側に挿入される。このとき、係合凸部22の外周面から突出したボールプランジャ25のボール25aは、テーパリング44の上端の縁により押されて内側に移動し、テーパリング44の内側を摺動しながらV溝44aまで移動する。そして、ボールプランジャ25のボール25aは、図8に示すようにV溝44aに入り込み、ボールプランジャ25内に設けられているスプリング25bの弾性力によりV溝44aの内面に押し付けられる。
The engaging
3個のボールプランジャ25が等角度(120度)で配置されているため、3点でV溝44aに係合して押圧する。このようにボールプランジャ25のボール25aがV溝44aの内面に係合することで、ツール側ツールチェンジャ2Bをアーム側ツールチェンジャ2Aで保持(把持)することができる。アーム側ツールチェンジャ2Aがツール側ツールチェンジャ2Bを把持する把持力は、ボールプランジャ25のボール25aでV溝44aの内面を押圧する押圧力により決まる。
Since the three
ここで、ツール8が重い場合には大きな把持力が必要であり、ツール8が軽い場合には小さな把持力でよい。したがって、ツール8の重量に基づいて把持力を調整する必要がある。把持力はボールプランジャ25のボール25aをスプリング25bで押す力に相当する。したがって、把持力を大きくするにはボールプランジャ25を外側に出して、係合凸部22の外周面からボール25aが大きく突出するようにすればよい。反対に、把持力を小さくするにはボールプランジャ25を内側に入れて、係合凸部22の外周面からのボール25aの突出量小さくすればよい。
Here, when the
ただし、把持力を大きくしようとしてボールプランジャ25を外側に出して係合凸部22の外周面からボール25aが大きく突出させると、係合凸部22を係合凹部43に挿入する際に必要な押圧力も大きくなる。係合凸部22を係合凹部43に挿入するには、係合凸部22の外周面から突出したボール25aをテーパリング44の内周面に突き当てて内側に移動させながら、テーパリング44の内周面を摺動させて、V溝44aまで移動させる。ボール25aをテーパリング44の内周面に突き当てて内側に移動させる力は、係合凹部22を挿入方向に押圧する力を、ボール25aで方向変換した力に相当する。すなわち、ボール25aをスプリング25bの押圧力に逆らって内側に押し込むだけの力が出るように係合凹部22を挿入方向に押圧する必要がある。
However, if the
このように、ボール25aの突出量を大きくすると、それだけボール25aを内側に押し込む距離が大きくなり、スプリング25bの押圧力に抗してボール25aを内側に押し込むための力を大きくしなければならない。換言すれば、把持力を大きくするためにボール25aの突出量を大きくすると、それだけ係合凸部22を挿入方向に押圧する力も大きくしなければならない。
As described above, when the protruding amount of the
本実施形態のようにロボットアーム6の駆動力によりアーム側ツールチェンジャ2Aをツール側ツールチェンジャ2Bに押し付けて係合凸部22を係合凹部43に挿入する構成の場合、使用するロボットで出すことのできる押圧力はロボットの性能により上限(ロボットの許容負荷能力)がある。小型のロボットなどでは、ボール25aの突出量を大きくすると、係合凸部22を係合凹部43に挿入できるだけの押圧力を出せないおそれがある。
When the arm-
そこで、本実施形態では、必要な把持力や、ロボットの性能(アーム側ツールチェンジャ2Aを押圧できる最大力)を考慮して、ボール25aの突出量を調整する機構を設けている。ボール25aの突出量の調整は、ボールプランジャ25の位置を外側又は内側にずらすことで行なう。ボールプランジャ25の外周にはねじが形成されており、ボールプランジャ25は調整孔22a(ネジ孔)にねじ込まれて組み込まれている。調整孔22aは係合凸部22を貫通して延在しており、ボールプランジャ25は調整孔22aの一端側に位置している。ボールプランジャ25の後端には、ドライバビットやレンチを係合させることのできる係合穴25cが設けられている。したがって、調整孔22aの反対側からドライバビット又はレンチを差し込んで、ボールプランジャ25の後端の係合穴25cに係合させることができる。そして、ボールプランジャ25を回転させてボールプランジャ25の位置を移動させることで、ボール25aの突出量を調整することができる。この調整は組立て作業員がドライバやレンチを用いて容易に行なうことができる。
Therefore, in the present embodiment, a mechanism for adjusting the protruding amount of the
ここで、図7に示すように、本実施形態では、3本の調整孔22aが等角度(120度間隔)で配列され、その各々にボールプランジャ25が組み込まれている。3本の調整孔22aの中心軸は同一平面内に延在し、係合凸部22の中央で互いに交差している。このように構成することにより、各調整孔22aのボールプランジャ25の反対側が係合凸部22の外周面に開口している状態となり、ドライバビットやレンチを調整孔22aに挿入することができる。また、一つの調整孔22aに配置されたボールプランジャ25は、調整孔22aが交差する部分を塞がないような長さである。
Here, as shown in FIG. 7, in the present embodiment, three
調整孔22aの本数は3本に限ることなく、係合凸部22の大きさで制約されないなら、5本、7本というように奇数本の調整孔22aを設けることとしてもよい。奇数本の調整孔22aを等角度で配置することで、調整孔22aのボールプランジャ25aの反対側を係合凸部22の外周面で開口させておくことができ、ドライバビットやレンチ等の工具を調整孔22aに挿入することができる。
The number of
ここで、例えば、偶数本として4本の調整孔22aを等角度で配置しようとすると、2本の調整孔22aを十字状に配列することとなり、各調整孔22aの両端側にボールプランジャ25を配置しなければならない。調整孔22aの両端側にボールプランジャ25が配置されると、調整孔22aは2つのボールプランジャ25で両端が塞がれてしまい、ドライバビットやレンチを調整孔22aに挿入することができなくなってしまう。したがって、本実施形態では、奇数本の調整孔22aを等角度で配列することとした。
Here, for example, if the four
以上のように、組立て作業員は、ツール8の重量やロボットの許容負荷能力に合わせて、適切な把持力が出るように、ボールプランジャ25のボール25aの突出量を予め調整しておくことができる。したがって、本実施形態のツールチェンジユニット2を用いることで、同じロボットに、重量や形状が異なる複数のツールの各々を、ロボットの動作のみで簡単に装着することができる。
As described above, the assembling worker can adjust the protrusion amount of the
次に、上述のツール交換機構であるツールチェンジユニット2を用いて行なうツール交換動作について説明する。 Next, a tool change operation performed using the tool change unit 2 which is the above-described tool change mechanism will be described.
まず、ツール8をロボットアーム6に装着する動作について説明する。図9に示すように、ツール8に取り付けられたツール側ツールチェンジャ2Bはツールホルダ50に収納されているものとする。ツールホルダ50は、垂直方向に延在するベース板51と、ベース板51から水平方向に延在するツール支持部材52と、ツール支持部材52の下方で水平方向に延在するガイド取付け部材53と、ガイド取り付け部材に設けられた一対のガイド受け54a、54bとを有する。
First, the operation of mounting the
図10はツールホルダ50を示す図であり、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は側面図である。ツールホルダ50は、複数のツールを収納するように構成されている。図10に示す例では2個のツールを収納できるように、収納部が2つ形成されている。すなわち、ツール支持部材52には切欠き部56が2箇所設けられ、切欠き部56の各々に上方からツール8を差し込むことでツール8をツールホルダ50に収納することができる。
10A and 10B are views showing the
なお、ベース板51から水平方向に延在するツール支持部材52を補強するために、ベース板51とツール支持部材52とに当接する補強板55Aが取り付けられている。同様に、ベース板51から水平方向に延在するガイド取り付け部材53を補強するために、ベース板51とガイド取り付け部材53とに当接する補強板55Bが取り付けられている。
In order to reinforce the
図11はツール側ツールチェンジャ2Bが取り付けられたツール8が収納されたツールホルダ50を示す図であり、(a)は平面図、(b)は正面図である。ツール側ツールチェンジャ2Bの支持板45の左右部分に設けられたブッシュ45aに、ツールホルダ50のツール支持部材52に設けられた位置決めピン52aが嵌合し、支持板45の左右部分がツール支持部材52に載せられて支持される。ツールホルダ50に収納された状態では、ツール側ツールチェンジャ2Bの左右側面に取り付けられたガイド46は、ツールホルダ50のガイド取り付け部材53に設けられた一対のガイド受け54a、54bの間に挿入されている。このように、ツール8がツールホルダ50に収納された状態で、ツール側ツールチェンジャ2Bはツール支持部材52により支持され、水平方向の移動は、位置決めピン52aと、ガイド受け54a、54bとにより規制される。
11A and 11B are views showing a
以上のように、ツール8は、ツール8に取り付けられたツール側ツールチェンジャ2Bの支持板45の両側がツール支持部材52により支持された状態でツールホルダ50に収納される。この状態で、ツール側ツールチェンジャ2Bの側部に取り付けられたガイド46は、ツールホルダ50の一対のガイド受け54a、54bの間に収納されている。
As described above, the
ツール8がツールホルダ50に収納された状態で、図12に示すように、ロボットアーム6を移動してアーム側ツールチェンジャ2Aの係合凸部22をツール側ツールチェンジャ2Bの係合凹部43に挿入し係合させる。このとき、アーム側ツールチェンジャ2Aの2本の位置決めピン23がツール側ツールチェンジャ2Bの位置決め孔42に嵌合し、ツール側ツールチェンジャ2Bに対してアーム側ツールチェンジャ2Aが位置決めされる。アーム側ツールチェンジャ2Aの係合凸部22をツール側ツールチェンジャ2Bの係合凹部43に挿入するときに、ボールプランジャ25のボール25aがテーパリング44に当接してツール側ツールチェンジャ2Bが押されることとなる。しかし、ツール側ツールチェンジャ2Bの上部は、ツールホルダ50の位置決めピン52aにより係止され、下部はガイド受け54bにより係止されているので、ツール側ツールチェンジャ2Bは押された方向に移動できず、ロボットアーム6により押圧しながら係合凸部22を係合凹部43に挿入することができる。
In a state where the
また、ボールプランジャ25のボール25aを内側に移動させるためには、ロボットアーム6によりアーム側ツールチェンジャ2Aを押圧する力が必要である。この押圧力は、上述のように、調整孔22aを用いてボールプランジャ25の位置を調整しておくことで、ロボットアーム6が出せる力の範囲内(ロボットの許容負荷能力内)に収められているため、アーム側ツールチェンジャ2Aの係合凸部22をツール側ツールチェンジャ2Bの係合凹部43に挿入することができる。
Further, in order to move the
係合凸部22が係合凹部43に挿入されると、係合凸部22のボールプランジャ25のボール25aが係合凹部43のテーパリング44のV溝44aに係合し、ツール側ツールチェンジャ2Bはアーム側ツールチェンジャ2Aにより把持される。そして、図13に示すように、ロボットアーム6を上方に移動してツール側ツールチェンジャ2Bと共にツール8を上方に移動する。この上方への移動により、ツール側ツールチェンジャ2Bは位置決めピン52aから外れ、且つ、ガイド46はガイド受け54a、54bの間から外れる。
When the engaging
その後、図14に示すように、ロボットアーム6をツールホルダ50から離れる方向に移動することで、ツール8はツールホルダ50から完全に外れて、作業位置に移動できるようになる。
Thereafter, as shown in FIG. 14, by moving the robot arm 6 in a direction away from the
使用し終わったツール8をツールホルダ50に戻すときは、上述の動作と逆の動作を行なえばよい。すなわち、図15に示すように、ロボットアーム6を移動してツール8をツールホルダ50のツール支持部材52の切欠き部56に入れる。このとき、アーム側ツールチェンジャ20Bの支持板45が、ツールホルダ50の位置決めピン52aより上になるようにツール8の垂直方向の位置を決める。そして、図16に示すように、ロボットアーム6を水平に移動し、アーム側ツールチェンジャ20Bの支持板45のブッシュ45aの垂直下方にツールホルダ50の位置決めピン52aが位置するように、ツール8を移動する。
When the
その後、ロボットアーム6を垂直下方に移動することで、ツール側ツールチェンジャ20Bの支持板45のブッシュ45aにツールホルダ50の位置決めピン52aが挿入されると共に、ガイド部材54a、54bの間にガイド46が挿入される。これにより、図17に示すようにツール側ツールチェンジャ20Bが取り付けられたツール8をツールホルダ50に収納した状態となる。
Thereafter, by moving the robot arm 6 vertically downward, the
続いて、ロボットアーム6をツールホルダ50から離れるように水平方向に移動することで、図18に示すように、アーム側ツールチェンジャ20Aがツール側ツールチェンジャ20Bから離脱する。このとき、アーム側ツールチェンジャ20Aの把持力に抗してアーム側ツールチェンジャ20Aを水平方向に移動させなければならないので、ロボットアーム6に負荷がかかる。しかし、アーム側ツールチェンジャ20Aの把持力は、上述のボールプランジャ25のボール25aの突出量を調整して適切な把持力に設定してあるので、ロボットアーム6が出すことのできる力で、アーム側ツールチェンジャ20Aをツール側ツールチェンジャ20Bから離脱から離脱させることができる。
Subsequently, by moving the robot arm 6 in the horizontal direction away from the
以上のような、ツール8のロボットアーム6への装着動作と、ツールホルダ50への収納動作とにより、ロボットアーム6に装着するツール8を簡単に交換することができる。
The
2 ツールチェンジユニット
2A アーム側ツールチェンジユニット
2B ツール側ツールチェンジユニット
4 ダンパ機構
6 ロボットアーム
8 ツール
8a 吸引通路
10 吸引継ぎ手
20 本体
21 ソケット形成部
21a ソケット
21b 吸引通路
22a 調整孔
23 位置決めピン
25 ボールプランジャ
25a ボール
25b スプリング
25c 係合穴
40 本体
41 吸引プラグ
42 位置決め孔
42a ブッシュ
43 係合凹部
44 テーパリング
44a V溝
45 支持板
45a ブッシュ
46 ガイド
50 ツールホルダ
51 ベース板
52 ツール支持部材
52a 位置決めピン
53 ガイド取付け部材
54a,54b ガイド受け
2
Claims (1)
係合凸部を有し、ツール移動装置に取り付けられる第1のツールチェンジャと、
前記係合凸部が挿入される係合凹部を有し、ツールに取り付けられる第2のツールチェンジャとを有し、
前記第1のツールチェンジャの前記係合凸部を貫通する奇数個の調整孔を、該係合凸部の中心で互いに交差するように形成し、前記奇数個の調整孔の前記係合凸部の一方の側面にそれぞれに該係合凸部の側面からボールの一部が突出するボールプランジャを配置し、前記奇数個の調整孔の前記係合凸部の他方の側面側から、前記ボールプランジャの押圧力の調整に用いられる工具が挿入可能とし、
前記第2のツールチャンジャの前記係合凹部側面には、前記係合凸部から突出したボールプランジャのボールが係合するV溝が設けられているツール交換機構。 A tool exchange mechanism used when exchanging a tool attached to a tool moving device,
A first tool changer having an engaging projection and attached to the tool moving device;
An engagement recess into which the engagement protrusion is inserted, and a second tool changer attached to the tool ,
An odd number of adjustment holes penetrating the engagement convex portion of the first tool changer are formed so as to intersect each other at the center of the engagement convex portion, and the engagement convex portion of the odd number of adjustment holes A ball plunger from which a part of the ball protrudes from the side surface of the engaging convex portion is disposed on each side surface of the engaging convex portion, and the ball plunger is disposed from the other side surface of the engaging convex portion of the odd number of adjustment holes. It is possible to insert a tool used to adjust the pressing force of
Wherein the said engagement recess side surface of the second tool changer, tool change mechanism V groove ball of the ball plunger protruding from the engaging protrusion is engaged is provided.
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