JPS59175984A - 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】 技術分野 本発明は工業用ロボットに関し、時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
。

従来技術 工業用口ピントは、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
に取付けられた口？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
作業能力に融通性ないし多様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。このような不都合に鑑みて、多種のロボットノ・ン
ド金準備し、これらを選択的にロボットアームの先端に
着脱交換する方式の工業用ロボットが訝に提案されてい
る。

発明の目的 従って、本発明の目的は、上述した着脱交換方式を採用
するに当って必要とされるノ・ンド交換装置を提供し、
以って一台の工業用ロボットにそれぞれ作業能力が異る
多種のロボットノ・ンド全自動的に交換取付けすること
によって、ロボットの作業能力の拡大を図ることを可能
にせんとするものである。

発明の構成 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
ジャ本体とロデットノ・ンドが取付られたチェンソヤア
ダプタとを着脱自在に形成した工業用ロホットノハンド
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上動によってフラ
ンジ位置に移動し、下動によってアンクランプ位置に移
動するクランプボールと、前記クランプ用ピストンに常
時上動圧全付与するばね手段とを設け、また前記チェン
ソヤアダプタに前記テエンソヤ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ットハンドを交換する
ようにしたことを特徴とする工業用ロボットのハンド交
換装置が提供される。このように構成すれば、予め複数
のチェンジャアダプタに多種のロボットハンドを装着、
準備しておくことによって、一台の工業用ロボットのロ
ボットアーム先端に選択したロボットハンドを装着し、
ロボット制御装置の制御により種々、多機能のロボット
作業を遂行させることができる。

実施例 以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づいて詳細に
説明する。

第１図は本発明による工業用ロボットのノ・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、第２図は同バンド交換装置を工業用ロボットのロ
ボットアーム先端部に取付た状態を示した部分正面図で
ある。

第１図において、ノ・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
ボットバ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はその一端面１０ａ
によってロボットアーム側に取は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。−万、テエンノヤアダプタ５０はその外
側端面５０ａにおいてロボットノ・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口？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取付けられ
るものである。さて、チェンジャ本体１０は上記一端面
１０ａｋ有する胴部１２、この胴部１２における上記一
端面１０ａ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１８、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２
０、一端を保持器１６に当接させ、また他端をピストン
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へ向う上動ばね圧を常時
、付与するばね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１２はシリンダ室２６を有した環状体に形成されて
おり、このノリンダ室２６内にピストン２０が挿入され
ている。なお、ピストン２０はライナー２８によって上
・下動時の案内がなされており、このライナー２８は保
持器２６に適宜の手段で固着されている。シリンダ室２
６はピストン２０の受圧板２１によって上室２６ａと下
室２６ｂとに分離されており、流体流入口２８ａから上
室２６ａに圧力流体が導入されると、ピストン２０は胴
部１２側から保持器１６側へ前進下動し、−方、流体流
入口２８ｂから下室２６ｂに圧力流体が導入されると、
ピストン２０はばね２２の上動圧と上記圧力流体の圧力
との両者の作用のもとて保持器１６側から胴部１２側へ
上動する。この場合に、既述の如く、ばね２２は常にピ
ストン２０に上動圧を付与しているので、上室２６ａ１
下室２６ｂの何れの室にも圧力流体が導入されていない
場合にはぎストン２０は一定の上動位置に維持される。

なお、ピストン２０にはシリンダ室２６の円形内壁面と
の間を密嵌状態に維持するピストンリング３０が装着さ
れており、このピストンリング３０は金属塊でも通常の
Ｏリング部材によって形成してもよい。３１はピストン
２０とライナー２８との間および保持器１６と胴部１２
との間を封止する密封部材でＯリングによって形成され
る。さて、ピストン２０の下部にはクランプ作動部３２
が具備されている。すなわち、このピストン２０のクラ
ンプ作動部３２はピストン２０がシリンダ室２６中を上
動したときに、保持器１６内に遊嵌保持されたクランプ
が一ル１４（通常は円周上、等間隔に三個具備されるが
、三個に限定されるものではない）を保持器１６の半径
方向外方に突出させ、他方、ピストン２０が下動すると
、クランプボール１４は保持器１６の内方に集合自在に
なる。つまり、クランプ作動部３２はクランプボール１
°４の受容溝底３２ａとこの受容溝底３２ａから下方に
拡がる傾斜壁面３２ｂとを有し、ピストン２０の上動時
にはこの傾斜壁面３２ａがクランプボール１４を半径方
向外方に突出させるのである。そして、既述のように、
ピストン２０はばね２２によって常時、上動圧を受けて
いるので、クランプボール１４は常時、突出側（クラン
プ位置）に維持され、ピストン２００下動時に保持器１
６の内方のアンクランプ位置に戻シ得るのである。

ヘッド１８の内側には二つの円錐チー７４面３４゜３６
が形成されておシ、これらの両円錐テーパ面３４．３６
と保持器１６との間に後述するチェンジャアダプタ５０
の一端が嵌入する。なお、テーパ面３６の上端と下方部
にはチェンジャアダプタ５０のチー・や端面に密封係合
を保つ２つの密封用０リング４２．４４が装着されてお
シ、これら両０リング４２．４４の間にはチェンジャア
ダプタ５０がチェンジャ本体１０内に嵌入されたときに
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と連通して、外部から
該密封空間に圧力流体が導入されるようになっている。

次に、チェンジャアダプタ５０は、その前端面５０ａ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、その後端側か
チェンジャ本体１０への嵌入端として形成されている。

すなわち、チェンジャアダプタ５０は内方に前述のり２
ンデボール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を櫓し、また外方には嵌入時にヘッド
１８の円錐チー／′？面３４と密接する円錐テーパ面５
４′ｔ−有している。また、円錐テーパ面５４の下方に
はこのテーパ面５４よシ緩傾斜の円錐チー・ヤ面５６が
形成され、このテーパ面５６にはチェンソヤ本体１０へ
嵌入時に上述の密制空間（ＯＩＪソング２．４４の間）
に連通する通路６６が形成されている。この通路６６は
通路７０を介してチェンジャアダプタ５０の外側に連通
ずる。つまシ、これらの通路６６　、７（１−介してチ
ェンノヤ本体１０の圧力流体導入孔４６から導入される
圧力流体は、このチェンジャアダプタ５０に取付られた
ロボットハンドの作動流体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の下方にはこれよシ緩傾斜の円錐テーパ面７
２を有した札所６８が形成されている。すなわち、チェ
ンジャアダプタ５０がチェンジャ本体１０におけるヘッ
ド１８と保持器１６との間に嵌入し得るように形成され
ているものである。チェンジャアダプタ５０のつば部分
に形成された軸方向孔７４はチェンジャ本体１０のヘッ
ド１８に設けられた位置合わせビン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５０とが円周
方向に一定の位置関係で互いに係合するようにした位置
決め孔である。

上述した形状、構造を有するチェンジャ本体１０とチェ
ンジャアダプタ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１０はその端面１０ａにお
いて一台の工業用ロボットのロボッ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り複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５０はロボットハンドの個
数に対応した複数個が準備される。

そしてチェンジャ本体１０にチェンジャアダプタ５０と
それに取付けられたロボットノ・ンドを取付ける場合に
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
１０が接近する。この際にはチェンジャ本体１０のピス
トン２０は上室２６ａに圧力流体口２８ａから圧力流体
を供給され、ばね２２の上動圧に抗して下動位置におか
れる。そしてチェンジャ本体１０がその位置合わせビン
２４をチェンジャアダプタ５０の位置合わせ孔７４に整
合させながら該チェンジャアダプタ５０に押し付けられ
ると、両者が係合状態になる。

このとき、チェンジャ本体１０の円錐テーパ面３４にチ
ェンジャアダプタ５０の円錐テーパ面５４が密接係合す
る。このとき、クランプポール１４はチェンジャアダプ
タ５０の円錐テーパ面５２に接近した位置に在るが、未
だ保持器１６中で遊動自在に保たれている。次いで、チ
ェンジャ本体１０のシリンダ室２６において、王室２６
ａに対する圧力流体の供給全遮断し、下室２６ｂに圧力
流体口２８ｂ’ｅ介して圧力流体を導入すると、この圧
力流体の圧力及びばね２２の上動圧を受けてピストン２
０は上動する。この結果、クランプポール１４が保持器
１６から外方に押し出されてクランプ位置に移動し、チ
ェンジャアダプタ５０の円錐テーパ面５２に押圧される
。従ってチェノ・シャ本体１０の円錐テーパ面３４とチ
ェンジャアダプタ５０の円錐テーパ面５４がクランプが
−ル１４のクランデカを受けて完全に密着し、チェンジ
ャ本体１０とチェンジャアダプタ５０とバ一体嵌合状態
になる。故にチェンジャアダプタ５０に取付けられたロ
ボットハンドがロボットアーム先端部に取付けられるこ
とになる。

他方、このようにして取付けられたロボットノ・ンドを
他のロボットハンドに交換すべく、チェンジャ本体１０
から取外すときには、チェンジャアダプタ５０を予め準
備した適宜のロデットノ・ンド置台（図示なし）側に設
けた適宜の保持具に係合させる位置にロボット作用で到
達させる。その後に再びチェンジャ本体１０のシリンダ
室２６において、上室２６ａ、下室２６ｂの圧力流体供
給を切替えると、ピストン２０がばね２２の上動圧に抗
して下動する。この結果、クランプポール１４は保持器
１６中で遊動状態になり、チェンジャ本体１０の円錐テ
ーパ面３４とチェンジャアダプタ５０の円錐テーパ面５
４との間の押圧密着が解除される。従って、チェンジャ
本体１０をチェンジャアダプタ５０からロボット作用で
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に取付けられたロボットノ・ン
ドはロゼツトアーム先端から取外されることになる。

その後に前述と同様にして所望の別の口がットハンドが
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。

第２図は工業用ロボットのロボットアーム先端部に本発
明によるハンド交換装置のチェンジャ本体部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１０は
緩衝ばね機構８０、安全継手機構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首部９４に装
着されている。

なお、９６は圧力流体の制御用電磁弁であり、この電磁
弁９６からハンド交換装置におけるピストン２０の作動
用圧力流体を供給するパイプ９８゜９９およびロボット
ハンド作動用の圧力流体を供給する・ぐイブ１００が延
長配管されている。

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、工業用
ロボットのロボットアーム先端部に自動的に各種作業能
力が異るロボットハンドを交互に交換取付けするハンド
交換装置が提供されるので、予め各種のロボットハンド
を準備しておけば、一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可能となり、ロボット作業能
力の機能拡大が計れ、延いてはワーク搬送１紐立等のロ
ボットを利用した作業能率を向上させることができる。

【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テエンソヤアダプタとの構
造を示す断面図、第２図は同交換装置のチェンジャ本体
が、口？ットアームの先端部に取付られた状態を示す正
面図。 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・・・ピストン、３２・・・クランプ作動部、
３４・・・円錐テーパ面、５０・・・チェンジャアダプ
タ、５２゜５４・・・円錐テーノぐ面。 ０ａ

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
   ェノ・シャ本体とロボーットノ・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
   のノ・ンド交換装置において、前記チェンジャ本体内に
   フランジ用ぎストンと、該クランプ用ピストンの上動に
   よってクランプ位置に移動し、下動によってア／クラン
   プ位置に移動するクランプボールと、前記クランプ用ピ
   ストンに常時上動圧を付与するばね手段とを設け、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
   プが−ルとの保合部を設け、前記チェンジャ本体と前記
   チェンジャアダブタの着脱交換に応じてロボッレ・ンド
   を交換するようにしたことを特徴とする工業用口ｇ　ツ
   ）のノ・ンド交換装置。 ２、前記クランプ用ピストンは上・Ｔｍつの受圧面に交
   互に圧力流体から受圧することによって、上動又は下動
   する複動ピストンからなる特許請求の範囲第１項に言黴
   の工業用ロボットのハンド交換装置。 ３、前記クランプ用ピストンは、前記クランプボール受
   容溝底と該溝底より下方に末広がりの傾壁面とを有して
   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。