JPS58186589A - 工業用ロボツトのハンド交換装置 - 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】 本発明は工業用ロボットに関し、特に工業用ロボットの
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ハンド交換装置に関する
。

工業用ロボットは工作機械と併用してワークを自動加工
する作業やワークの自動組立作業等に広く用いられて作
業能率の向上と省力化に寄与しているが、従来の工業用
ロボットは主にそのロボットアームの先端部に固定的に
取付けられたロボットハンドによって単能的な作業のみ
を行なう構成が採られ、このことは工業用ロボットの作
業能力に融通性が不足する一因となっており、一台の工
業用ロボットで多種の作業機能を自動的に選択遂行する
ことが不可能であるという不都合があった。

従って本発明の目的は、一台の工業用ロボットにそれぞ
れ作業能力が異る多種のロボットハンドを自動的に交換
取付けするととＫよってロボットの作業融通性を拡張す
ることが可能なハンド交換装置を提供することにある。

すなわち、本発明によれば、工業用ロボットのロボット
アーム側に装着されるチェンジャ本体とロボットハンド
が取付けられたチェンジャアダプタとを着脱自在に形成
した工業用ロボットのノ・ンド交換装置において、前記
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、また前記チェンジャアダプタに前
記チェンジャ本体のクランプボールとの保合部を設け、
前記チェンジャ本体と前記チェンジャアダプタの着脱交
換に応じてロボツレ・ンドを交換するようにしたことを
特徴とする工業川口ボットの７・ンド交換装置が提供さ
れる。この場合にクランプ用ピストンは圧力流体の供給
によって前進作動し、クランプボールを押動すると共に
ばね力によって後退復滞する単動ピストンにより形成し
、ｆたクランプボールは少くともＳつ設ければチェンジ
ャアダプタを確実にクランプすることができる。以下、
本発明を添付図面に示す実施例に基き詳細に説明する。

填１図は本発明による工業用ロボットのハンド交換装置
におけるチェンジャ本体とチェンジャアダプタとの断面
図、−２図は第１図に承したチェンジャ本体の−＠面図
、第５図は同ハンド交換装置を工業用ロボットのロボッ
トアーム先１部に取付けた状樟を示した部分正面図であ
る。

槙１図において、ハンド交換装置は工業用ロボットのロ
ボットアーム側に装着されるチェンジャ本体１０とロボ
ットハンドが取付けられるチェンジャアダプタ５０とか
ら構成され、チェンジャ本体１０はその一肩面１０ｍに
よってロボットアーム側に取けずし可能ではあるが通常
はボルトねじ等の適宜の固着手段によって固定的に装着
されている。一方、チェンジャアダプタ５ｏけその外備
端面５０１においてロボットハンドに結合されるもので
、従って各種の作業能力を有した夫々のロボットハンド
にはそれぞれ個別にこのチェンジャアダプタ５０が同じ
くボルトねじ等の固着手段によって予め城付けられる本
のである。さて、チェンジャ本体１０は上記一端面１０
烏を有する胴部１２、この胴部１２における上記一端面
１０ｍと反対側の端面にて取付けられてクランプボール
１４を保持する保持器１６、この保持器１６の前方側に
固定取付けされる環状のヘッド１♂、胴部１２と保持器
１６との間を直動的にピストン動作するピストン２０、
一端を保持器１４に当接させ、また他喝をピストン２０
の一面に当接させることによってピストン２０に対し、
保持器１６側から胴部１２へ向うばね圧力を付与するげ
ね２２、ヘッド１８の前端面に取付けられ、前方に突出
し、た位置出しビン２４をそれぞれ有している。胴部１
２は凹所２６を有した環状体に形成されてお秒、この凹
所２６内にピストン２０が挿入されている。

そしてピストン２０の後面側の凹所２６の部分２６　ａ
Ｖｉ流体圧入出口２８と連通し、この流体圧入出口２８
を介して圧力流体が上記凹所部分２４ｍに導入されると
、ピストン２０は胴部１２［から保持８１６ｍへ前進移
動する。また上記凹所部分２６ａ内の圧力が解放される
と、ピストン２０は上述したばね２２のばね力によって
胴部１２ｇ＠へ後退移動する。なお、ピストン２０には
、胴部１２の凹所２６の円形内周面との間を密封するピ
ストンリング５０が装着されており、このピストンリン
グ５０は通常のＯす／グ部材によって形成することかで
勇る。ピストン２０の鵠方部にはクラン／作動部５２が
ｔｉｌｔ形成されている。すなわち、このピストン２０
のクラン／作動部３２はピストン２０が前進移動したと
きに、保持器１６内に遊嵌保持されたクランプボール１
４（第２図に図示のように本実ｍ例でＣｉ三１固具備さ
れている）を保持＄１１４の半径方向外方に突出させ、
一方、ピストン２０が後退移動すると、クランプボール
１４は保持器１６の内方に喫曾自在になる。この場合に
ピストン２０が後退移動した際にもクランプボール１４
が保持器１６の内方に抜は落ちないことは盲うまでもな
い。ヘッド１８Ｇつ内側には二つの円錐テーパ面５４．
５６が形成されており、これらの両円錐テーパ面５４．
５６と保持器１６との間に後述するチェンジャアダプタ
５０の一端が倍大する。この場合に円錐テーパ面Ｓ４は
後述のようにチェンジャアダプタ５０のテーパ端面と密
接係合する係合面として形成されており、一方、円錐テ
ーバ面５６ｆｉチェンジャアダプタ５０の一端をこのチ
ェンジャ本体１０内に円滑、容易に案内、イ（導入させ
る案内傾斜面として形成されている。

なお、第２図はチェンジャ本体１０が円形外形を有する
と共に、ピストン２０、保持器１６、ヘッド１８が互い
に同心配置で形成されている状態を示している。またチ
ェンジャ本体１０のヘッド１８の内面には２つの環状′
ｆ８５８．４０が軸方向に距てて形成されており、との
環状ＩＥＩＩ！５８．４０内にはそれぞれ密封用０リン
グ４２．４４が収納され、この密封用Ｏリング４２．４
４はチェンジャアダプタ５０がチェンジャ本体１０内Ｋ
Ｗ人されたときに両０リング４２，４４０間に密封空間
を形成し、この密封空間はヘッド１８の一位置に形成さ
れた圧力流体導入孔４６　（＠２図）と連通する構造に
形成されている。

一方、チェンジャアダプタ５０は、その前端面５０ｍが
既述のようにロボットハンド（図示なし）の取付面とし
て形成された中空環状体として形成され、その後場側が
チェンジャ本体１０への嵌人爛として形成されている。

すなわち、チェンジャアダプタ５０は内方に前述のクラ
ンプボール１４と嵌入時に係合する円錐テーパ面の形状
をした保合面５２を有し、また外方には嵌入時にヘッド
１８の円錐テーパ面６４と密接する円錐テーパ面５４を
有している。ｆ＆円錐テーパ面５４の右方にはこのテー
パ面５４より緩傾斜の円錐テーパ面５６が形、成され、
この円錐テーパ面５４には環状溝５８が杉成されている
。上述した円錐テーパ面５６は妾入時ＶＣ−、ラド１８
のテーパＷＪ３６とはＩ！円滑に対向嵌合するもので、
この際に壌状婢５８はヘッド１８の二つの環状溝５８，
４０の間に位置するように形成されている。また、円錐
テーパ面５６の右方１（けつば部分が形成され、このつ
げ部分にＦｉｔリングの収納溝６０を有した下段円周面
６２とこの下段円ｗ４而６２よシ大径の上段円周面６４
が形成されている。−、つば部分には更に前記の環状溝
５８から軸線方向に延長形成された流体圧通路６６とこ
の流体圧通路６６に連通して前記上段円ＰｆＲ面６４に
開ロアｏを有する流体圧通路６８とが形成されている。

すなわち、これらの流体圧通路６６．６８はチェンジャ
本体のへラド１８において両頃状９４３８．４０の間に
供給された圧力流体をチェンジャアダプタ５ｏの環状溝
５８を経由して導入し、この圧力流体を開ロア。

に導くための流体圧通路として設けられておシ、開ロア
０１Ｃ導かれた圧力流体はこのチェンジャアダプタ５０
に取付けられたロボットハンドの作動圧として用いられ
るのである。なお、チェンジャアダプタ５０の内方にお
いて、円錐テーパ面５２の右方には円筒孔７２が皺円錐
テーパ面５２の最大径部に連続して形成されている。す
なわち、チェンジャアダプタ５ｏがチェンジャ本体１０
［おけるヘッド１８と保持器１６との間に嵌入し得るよ
うに杉成されているものである。なお、チェンジャアダ
プタ５０のつば部分く形成され友軸方向孔７４はチェン
ジャ本体１００ヘツド１８に設けられ虎位置合わせビン
２４が嵌入保合してチェンジャ本体１０とチェンジャア
ダプタ５ｏとが円周方向に一定の位−関係で〃いに係合
するようにした位１決め孔である。

さて、上述した形状、構造を壱するチェンジャ本体１０
とチェノジャアダプタ５０とからなる本発明のハンド交
換装置における作用を以下に説明する。

既述の如く、チェンジャ本体１０１Ｊその端面ＩＱａｉ
Ｃおいて一台の工業川口ボットのロボントアーム先端部
に固定的に装着されている。また、チェンジャアダプタ
５０は各種の作業機能を有した置数のロボットハンドの
それぞれに取付けられ、一定の位置に配列保管されてい
る。つまり、チェンジャアダプタ５ｏはロボットハンド
の１凶数に対応した複数個が準備されるのであるっ そしてチェンジャ本体１０にチェノジャアダプタ５０と
それに城付けられたロボットハンドを傘付ける場合には
、予め一定の保管位置に配列されたそのチェンジャアダ
プタ５０に対してロボット作用によりチェンジャ本体が
接近する。この際に１ｔチ工ンジヤ本体１０のピストン
２０けばね２２のげね圧力ｅこよって後退位置に＃かれ
る。そ［７てチェンジャ本体１０がその位オ合わせピン
２４をチェンジャアダプタ５０の位曾合わせ孔７４４Ｃ
整合させながら該チェンジャアダプタ５０に押し付けら
ねると、両者が係合状態になる。そしてチェンジャ本体
１０の円錐テーパ面Ｓ４にチェ／ジャアダプタ５０の円
錐テーパ面５４が密接係合する。

このとき、クランプボール１４はチェンジャアダプタ５
０の円錐テーパ［５２に接近した位置に在るが、未だ保
持器１６内で遊動自在に保たれている。その後、チェン
ジャ本体１０の凹所部分２４ｍに圧力流体人出口２８を
介して圧力流体を導入すると、この圧力流体の圧力によ
ってビ／（）ン２０はばね２２のばね力に抗して前進移
動する。この結果、クランプボール１４が保持器１６か
ら外方に押動されて突出し、チェンジャアダプタ５０の
円錐テーパ１ｋｉ５２に押圧される。従ってチェンジャ
本体１０の円錐テーパ＠５４とチェンジャアダゲタ５０
の円錐テーパ面５４がクランプボール１４の外方押圧力
を受けて完全に装着し、チェンジャ本体１０とチェンジ
ャアダゲタ５ｏとは一体的に一合状態となる。故にチェ
ンジャアダプタ５０に取付けられ九ロボットハンドがロ
ボットアーム先端部に堆付けられることになるのである
。

一方、このようにして取付けられたロボットハンドを池
のロボットハンドに交換すべく、チェンジャ本体１０か
ら取外すときにｒ」、チェンジャアダプタ５０のＥリン
グ収納−６０に収納されたＥリングと上段円周面６４の
段部との間の環状溝をロボットハンド置−８（図示なし
）側に設けｆｃ適宜の保持共に係合させる位置にロボッ
ト作用で到達させる。、その後にチェー・ジャ本体１０
の凹所部分２６ｍから圧力流体を排除するとピストン２
０はばね２２のはね力で後退する。この結果、クランプ
ボール１４は迷持ａ１１６中で遊動状態になシ、チェン
ジャ本体１０の円錐テーパ面５４とチェンジャアダプタ
５８の円錐テーパ面５４との間の抑圧密着しＪ解放され
る。従って、チェンジャ本体１０をチェンジャアダプタ
５０から四ボシト作用で引き抜けば両者の嵌合状態は解
除される。すなわちチェンジャアダプタ５０に取付けら
れ九ロボットハンドはロボットアーム先端部から取外さ
れることになるのである。その後、前述と同様にして所
望の別のロボットハンドが取付けられたチェンジャアダ
プタ５０に対してチェンジャ本体１０を嵌合させればロ
ボットハンドの交換が達成されるのである。なお、既述
の如く、ロボットハンドにはチェンジャ本体１０の二つ
の環状溝３Ｂ、４０間からチェンジャアダプタ５００壌
状溝５８、圧力流体通路６６．６８を経由して圧力流体
を供給できるので、この圧力流体によってロボットハン
ドを作動きせることかで専る。

ＷＪ３図は工業用ロボットのロボットアーム先端部に不
発明によるハンド交換装＆置のチェンジャ本本部１０が
装着されている状態を示しており、チェンジャ本体部１
υは緩衝ばね慎構８０、安全継子−構９０を介してロボ
ットアーム９２の先端に設けられたロボット手賃郁９４
に装着されてい◇。

なお、９６は圧力流体の制御用電磁弁であシ、この電磁
弁９６からハンド交換装置におけるピスト７２００作動
用圧力流体を供給するパイプ９Ｂおよびロボットハンド
作動柑の圧力流体を供給するパイプ１００が延長配設さ
れ′Ｃいる。更に１０２ｔよ安全継＋９０からロボット
本体に到る信号線である。

第４図はロボットハンド置台に設けられた保持共の柳造
例を示す上面図及び１１１１面図であり、保持共１０４
にはＵ手孔１０６が設けられ、このＵ手孔１０６にチェ
／ジャアダプタ５０ｉｎおけるＥリングと上段円周面６
４の段部との間に形成された環状溝部分が係合して一ノ
１ンジャアダプタ５ｏとこれに取付けらｉｔたロボット
ハンドが保持さ！Ｌるのでわる。

以上の一明から明らかなように本発明によれば、工４４
川ロボットのロボットアーム先４部に自動的ＶＣ６Ｃ１
４屈力がＡるロボットハンドを交互に交換酸性けするハ
ンド父換裂蓋が提供、ｙれるので、予め各櫨のロボット
ハンドを準′１し２てふ・けば、−台の工業用ロボット
によって多種の作業を遂行させることが０Ｔ能となり、
ロボット作業能力の融通性が拡張され、延いてはワーク
組立作業等の作業能率を−１向上させ、かつ省力化効率
の向上をも達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による工業用ロボットのハンド交換装置
を形成するチェンジャ本体とチェンジャアダプタとの構
造を示す断面図、＠２図は第１図の■−１ｒ＃に沿う側
面図、箒５図は同交換装置の。 チェンジャ本体がロボットアームの先端部に取付けられ
た状態を示す正面図、第４図はチェンジャアダプタとこ
れＶＣＩｊｌｌ付は九ロボットハンドを保持するロボッ
トハンド置台の構成例を示す図。 １０・・・・・・チェンジャ本体、１２・・・・・・胴
部、１４・・・・・・クランプボール、１６・・・・・
・保持器、１８・・・・・・ヘッド、２０・・・・・・
クランプボール、６４・・・・・・円錐テーパ面、５０
・・・・・・チェンジャアダプタ、５２．５４・・・・
・・円錐テーパ面。 第１図 一］ 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　工業用ロボットのロボットアーム側に装着される
   チェンジャ本体とロボットハンドが取付られたチェンジ
   ャアダプタとを着脱自在に形成した工業用ロボットのハ
   ンド交換装置において、前記チェンジャ本体内にクラン
   プ用ピストンと該クランプ用ピストンの押動によってフ
   ラング位置に移動するクランプボールとを設け、また前
   記チェンジャアダプタに前記チェンジャ本体のクランプ
   ボールとの係合部を設け、前記チェンジャ本体と前記チ
   ェンジャアダプタの着脱交換に応じてロボット・・ンド
   を交換するようＫしたことを１％像とする工業用ロボッ
   トのハンド交換装置。 ２　前記クランプ用ピストンは圧力流体の供給によって
   前進作動し、前記クランプボールを押動すると共にばね
   力によって後退復帰する単動ピストンからなる特許請求
   の範囲第１項に記載の工業用ロボットのハンド交換装置
   。