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JPH0729267B2 - Automatic tool changer - Google Patents
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JPH0729267B2 - Automatic tool changer - Google Patents

Automatic tool changer

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Publication number
JPH0729267B2
JPH0729267B2 JP1175332A JP17533289A JPH0729267B2 JP H0729267 B2 JPH0729267 B2 JP H0729267B2 JP 1175332 A JP1175332 A JP 1175332A JP 17533289 A JP17533289 A JP 17533289A JP H0729267 B2 JPH0729267 B2 JP H0729267B2
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JP
Japan
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lock pin
actuator
lock
tool
fixed plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1175332A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0343174A (en
Inventor
一郎 浅田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mishima Kosan Co Ltd
Original Assignee
Mishima Kosan Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mishima Kosan Co Ltd filed Critical Mishima Kosan Co Ltd
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Publication of JPH0729267B2 publication Critical patent/JPH0729267B2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロボットハンド等に利用され工具を自動的に
交換可能とした自動工具交換装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an automatic tool changer which is used in a robot hand or the like and is capable of automatically changing tools.

〔従来の技術〕 工業用ロボットのアームには、機械加工用の工具を交換
するための自動工具交換装置が取り付けられる。この自
動工具交換装置は、ロボットのアームに連結される固定
プレートに対して工具を一体化した工具プレートとを位
置合わせして連結可能としたものである。
[Prior Art] An arm of an industrial robot is equipped with an automatic tool changer for changing a tool for machining. This automatic tool changer is capable of aligning and connecting a tool plate with a tool integrated with a fixed plate connected to an arm of a robot.

第5図は従来から採用されている固定プレート50と工具
プレート51との着脱構造を示す概略図である。
FIG. 5 is a schematic view showing a structure for attaching and detaching the fixed plate 50 and the tool plate 51 which have been conventionally adopted.

同図(a)のものは、固定プレート50に装着孔52を開
け、工具プレート51にはこの装着孔52に嵌まり込む軸53
を設けた例である。これらの装着孔52及び軸53は固定プ
レート50と工具プレート51の着脱方向と平行な軸線を持
ち、複数組みを備えることによって固定プレート50に対
する工具プレート51の位置を決めることができる。そし
て、同図(a)は装着孔52と軸53との位置合わせをして
からの嵌め込み後に、工具プレート51を固定プレート50
側へ拘束する機構すなわち爪50cによってこれらのプレ
ート50,51を一体化する。
In the case of the same figure (a), a mounting hole 52 is opened in the fixed plate 50, and a shaft 53 fitted in the mounting hole 52 is formed in the tool plate 51.
Is an example in which is provided. The mounting hole 52 and the shaft 53 have an axis parallel to the attachment / detachment direction of the fixed plate 50 and the tool plate 51, and by providing a plurality of sets, the position of the tool plate 51 with respect to the fixed plate 50 can be determined. Further, FIG. 9A shows that the tool plate 51 is fixed to the fixed plate 50 after the mounting hole 52 and the shaft 53 are aligned and then fitted.
These plates 50 and 51 are integrated by a mechanism for restraining to the side, that is, a claw 50c.

また、同図(b)は工具プレート51を固定プレート50の
シャンク受け50aに挿入し、一対の装着孔52と軸53によ
って工具54を固定プレート50に位置合わせして装着する
例である。
Further, FIG. 2B shows an example in which the tool plate 51 is inserted into the shank receiver 50a of the fixed plate 50, and the tool 54 is aligned and mounted on the fixed plate 50 by the pair of mounting holes 52 and the shaft 53.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

このように、工具プレートや工具自体をロボットハンド
側の固定プレートに着脱するには、装着孔52と軸53との
嵌め合いを利用するので、これらの装着孔52と軸53とを
結合する前にそれぞれの位置合わせが必要となる。
Thus, in order to attach / detach the tool plate or the tool itself to / from the fixed plate on the robot hand side, the fitting between the mounting hole 52 and the shaft 53 is used. It is necessary to align each of them.

ところが、位置合わせが不十分であると、嵌め合い時に
装着孔52と軸53とにロボットの重力による大きな負荷が
かかり、固定プレート50や工具プレート51及び工具54自
体が破損する恐れがある。このように、従来構造では工
具側との結合前の位置合わせの良否が重要な問題となっ
ていた。
However, if the alignment is insufficient, a large load is applied to the mounting hole 52 and the shaft 53 due to the gravity of the robot at the time of fitting, and the fixed plate 50, the tool plate 51, and the tool 54 themselves may be damaged. As described above, in the conventional structure, the quality of alignment before coupling with the tool side has been an important issue.

一方、自動工具交換装置では、様々な工具を取り替えて
使うため、工具側との締結機能及び締結後に工具を精度
良く位置決めするための位置決め機能が重要である。こ
れらの機能のうち、位置決め機能は、固定側の軸線方向
及びこの軸線上に原点を持つ平面座標の三次元的な結合
が精度良く行えるようにすることを目標としている。
On the other hand, in the automatic tool changer, various tools are used by being replaced, so that the fastening function with the tool side and the positioning function for positioning the tool after fastening are important. Among these functions, the positioning function aims to accurately perform three-dimensional coupling of the axial direction on the fixed side and the plane coordinates having the origin on this axis.

また、締結機能は、位置決め機能によって固定側に精度
良く位置決めされた工具が動いたり脱落しないように固
定することを目標としている。これらの機構要素には加
工時にかなり大きな負荷が作用するため、一般に位置決
め要素を強固な構造にして大部分の負荷を受容するよう
にし、締結機構のほうには一定方向の負荷のみがかかる
ようにする。
Further, the fastening function aims to fix the tool accurately positioned on the fixed side by the positioning function so that the tool does not move or fall off. Since a considerably large load is applied to these mechanical elements during processing, the positioning element is generally made to have a strong structure so that most of the loads can be received, and the fastening mechanism is loaded only in a certain direction. To do.

例えば第6図(a)のように面50bと面53cが軸線方向に
圧縮される方向の負荷を受容し、軸線回りのトルクは2
本の軸53が穴52に挿入されて受容する。従って締結要素
の爪50cには軸線方向の負荷のうち面50bと面53cが圧縮
される反対方向の力のみが作用する。こうすることによ
り、締結機構を単純化し小型化することができる。
For example, as shown in FIG. 6 (a), the surface 50b and the surface 53c receive a load in the axially compressing direction, and the torque around the axis is 2
A shaft 53 of the book is inserted into the hole 52 to receive it. Therefore, only the force in the opposite direction of compressing the surfaces 50b and 53c of the axial load acts on the claw 50c of the fastening element. By doing so, the fastening mechanism can be simplified and downsized.

しかしながらこのような構造では自動交換装置全体を小
型軽量化することが好ましいにもかかわらず、各機能要
素がそれぞれ別々の部品で構成される為に小型化には限
界がある。
However, in such a structure, although it is preferable to reduce the size and weight of the automatic exchange device as a whole, the miniaturization is limited because each functional element is composed of a separate component.

また、たとえば特開昭61−117087号公報や特開昭61−18
8096号公報には、このような問題を解消し得る構成が記
載されている。前者は、固定プレート側に設けるシリン
ダによって駆動されるアクチュエータのテーパ形状によ
ってロックピンをロック孔方向へ進退可能としたもので
あり、後者はロックピン及びロック孔をテーパ式にした
構成のものである。
Further, for example, JP-A-61-117087 and JP-A-61-118.
Japanese Patent Publication No. 8096 describes a configuration capable of solving such a problem. The former allows the lock pin to move back and forth in the direction of the lock hole by the taper shape of the actuator driven by the cylinder provided on the fixed plate side, and the latter has a structure in which the lock pin and the lock hole are tapered. .

このような構成であれば、固定プレート側と工具プレー
ト側との結合が相互の位置ずれを吸収して速やかに行う
ことができ、装置全体も小型化される。
With such a configuration, the fixed plate side and the tool plate side can be quickly coupled by absorbing the mutual positional deviation, and the overall size of the device can be reduced.

ところが、たとえば前者に記載されているようにテーパ
形状だけのアクチュエータでは、シリンダへの作動油の
圧の抜けが発生してしまうと、アクチュエータが移動し
てロックピンがロック孔から抜けてしまう方向へ動く可
能性がある。このため、工具を使っての加工作業のとき
に、工具プレートが揺れてしまって位置決めができなく
なったり、固定プレートから脱落してしまう等の恐れが
ある。
However, for example, in the case of an actuator with only a tapered shape as described in the former case, if the pressure of the hydraulic oil is released to the cylinder, the actuator will move and the lock pin will move out of the lock hole. It may move. For this reason, during machining work using a tool, there is a risk that the tool plate will sway and positioning will not be possible, or the tool plate may fall off the fixed plate.

本発明において解決すべき課題は、工具側と固定側の締
結を高い精度で可能とすると共に固定プレートに備える
シリンダの作動油の圧の抜けに際しても工具プレートを
保持して作動可能とすることにある。
The problem to be solved in the present invention is to enable the fastening of the tool side and the fixed side with high accuracy, and to hold and operate the tool plate even when the pressure of the hydraulic oil of the cylinder provided in the fixed plate is released. is there.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

本発明は、ロボットハンドのアーム等に連結される固定
プレートと、工具を装着した工具プレートとを備え、前
記固定プレートには、前記工具プレートへの着脱方向と
直交する方向へ進退するロックピンと、該ロックピンが
周面に突き当たるアクチュエータを前記ロックピンの軸
線と直交する方向へ駆動するシリンダとを備え、前記工
具プレートには、前記ロックピンが嵌まり込むロック孔
を備え、前記アクチュエータの外形に倣う前記ロックピ
ンをその軸線方向に移動可能に付勢すると共に、前記ロ
ックピン及びロック孔をテーパ嵌合式とした自動工具交
換装置であって、前記アクチュエータは、その先端側を
先細りされたテーパ部,該テーパ部の上端と同じ外径を
持ち且つアクチュエータの軸線と平行な直線部及び該直
線部の上端から連なって拡径する増し締めテーパ部をそ
れぞれ先端側から順に形成して備え、前記ロックピン
は、前記アクチュエータの周面に突き当たる部分を、前
記テーパ部及び直線部のそれぞれに対して倣い移動可能
な外郭形状とし、前記アクチュエータの直線部の外径
を、前記ロックピンが前記直線部に突き当たるとき該ロ
ックピンの先端が前記ロック孔に一定の未完全深さだけ
没入可能な大きさとしてなることを特徴とする。
The present invention includes a fixed plate connected to an arm of a robot hand and the like, and a tool plate on which a tool is mounted, and the fixed plate includes a lock pin that advances and retreats in a direction orthogonal to the attachment / detachment direction to the tool plate, A cylinder for driving the actuator in which the lock pin abuts the peripheral surface in a direction orthogonal to the axis of the lock pin, and the tool plate is provided with a lock hole into which the lock pin is fitted. An automatic tool changer in which the copying lock pin is urged to be movable in the axial direction, and the lock pin and the lock hole are tapered fitting type, wherein the actuator has a taper portion whose front end side is tapered. , A straight part having the same outer diameter as the upper end of the tapered part and parallel to the axis of the actuator, and a continuous part from the upper end of the straight part. Each of the lock pins is capable of following a taper portion and a linear portion of a portion of the lock pin that abuts the peripheral surface of the actuator. With an outer shape, the outer diameter of the linear portion of the actuator is set such that when the lock pin hits the linear portion, the tip of the lock pin can be inserted into the lock hole by a certain incomplete depth. Characterize.

〔作用〕 シリンダへの作動流体の給排によってアクチュエータが
その軸線方向に進退し、このときアクチュエータの周面
に突き当たるロックピンはアクチュエータのテーパ部及
び直線部に倣いながら自身の軸線方向に移動する。すな
わち、アクチュエータが進出するに従ってテーパ部によ
ってロックピンは外側に押し出されて工具プレートのロ
ック孔に嵌まり込む。
[Operation] By supplying and discharging the working fluid to and from the cylinder, the actuator advances and retracts in the axial direction, and at this time, the lock pin that abuts the peripheral surface of the actuator moves in the axial direction of the actuator while following the taper portion and the linear portion of the actuator. That is, as the actuator advances, the lock pin is pushed outward by the tapered portion and fits into the lock hole of the tool plate.

シリンダの作動流体の圧の抜けが発生したときには、テ
ーパ部によってアクチュエータは後退する側にロックピ
ンからの作用力を受けているので、アクチュエータはシ
リンダ側に移動する。これに対し、アクチュエータには
その先端のテーパ部に連ねて直線部を設けていて、この
直線部にロックピンが当たるときにはこのロックピンは
ロック孔に未完全深さまで入り込む。したがって、直線
部にロックピンが当たるときにはアクチュエータの中心
方向にしかロックピンからの作用力はなく、アクチュエ
ータを後退させる分力は発生せずにロックピンはロック
孔に拘束されたままとなる。したがって、アクチュエー
タの移動は作動流体を給排しない限り阻止され、ロック
ピンのロック孔からの抜けを規制することが可能とな
る。
When the pressure of the working fluid in the cylinder is released, the actuator moves to the cylinder side because the actuator receives the acting force from the lock pin on the retracted side by the taper portion. On the other hand, the actuator is provided with a straight line portion connected to the taper portion at the tip thereof, and when the lock pin hits the straight line portion, the lock pin enters the lock hole to an incomplete depth. Therefore, when the lock pin hits the straight line portion, the acting force from the lock pin is present only in the central direction of the actuator, the component force for retracting the actuator is not generated, and the lock pin remains restrained in the lock hole. Therefore, the movement of the actuator is prevented unless the working fluid is supplied or discharged, and the lock pin can be prevented from coming off from the lock hole.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の自動工具交換装置の締結構造の概略を
示す要部の縦断面図、第2図は横断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an essential part showing an outline of a fastening structure of an automatic tool changing device of the present invention, and FIG. 2 is a transverse sectional view.

図において、ロボットハンドのアームAの先端に固定プ
レート1が連結され、この固定プレート1に対して工具
プレート2が着脱自在に装着される。
In the figure, a fixed plate 1 is connected to the tip of an arm A of a robot hand, and a tool plate 2 is detachably attached to the fixed plate 1.

固定プレート1は、第2図に示すように円形の横断面を
持ち、中心から半径方向に進退可能な3本のロックピン
3を備えている。これらのロックピン3の先端は先細り
のテーパ状に形成されると共に弾性手段によって中心側
へ付勢され、工具プレート2を装着しないときは第2図
(a)のように先端が突き出さない位置に設定される。
更に、固定プレート1の内部には、ロックピン3を押し
出すためのシリンダ4が形成され、そのアクチュエータ
5の先端のテーパ部が3本のロックピン3の基端部の中
に嵌まり込む。このアクチュエータ5の動作によって、
第1図(b)及び第2図(b)に示すようにロックピン
3が外側へ押し出される。
As shown in FIG. 2, the fixed plate 1 has a circular cross section and is provided with three lock pins 3 which can be moved forward and backward from the center in the radial direction. The tips of these lock pins 3 are formed in a tapered shape and are urged toward the center by elastic means, so that when the tool plate 2 is not attached, the tips do not project as shown in FIG. 2 (a). Is set to.
Further, a cylinder 4 for pushing out the lock pins 3 is formed inside the fixed plate 1, and the taper portion of the tip end of the actuator 5 thereof fits into the base end portions of the three lock pins 3. By the operation of this actuator 5,
The lock pin 3 is pushed outward as shown in FIGS. 1 (b) and 2 (b).

一方、工具プレート2は必要な工具2aを一面に取り付け
たもので、固定プレート1が嵌まり込む凹状の断面形状
を持っている。そして、その周壁2bにはロックピン3が
嵌まり込むロック孔6が設けられる。このロック孔6は
ロックピン3のテーパ部に合わせたテーパ孔であり、テ
ーパ嵌合のロックピン3とロック孔6とによって工具プ
レート2が固定プレート1に連結保持される。
On the other hand, the tool plate 2 has a necessary tool 2a attached to one surface thereof, and has a concave sectional shape into which the fixed plate 1 is fitted. A lock hole 6 into which the lock pin 3 is fitted is provided on the peripheral wall 2b. The lock hole 6 is a taper hole matched with the taper portion of the lock pin 3, and the tool plate 2 is connected and held to the fixed plate 1 by the lock pin 3 and the lock hole 6 which are tapered.

工具プレート2へ固定プレート1を嵌め込んだ後、シリ
ンダ4を作動させてアクチュエータ5を図において下降
させると、これがロックピン3の基端部を押し広げ、第
1図(b)及び第2図(b)のようにロックピン3の先
端をロック孔6に差し込む。このとき、ロックピン3及
びロック孔6はテーパ嵌合するので、これらの軸心がず
れていても、ロックピン3をロック孔6よりやや上方に
位置合わせしてその先端がロック孔6の開口内に含まれ
ていれば、嵌合が進むにつれてロックピン3は工具プレ
ート2を持ち上げながら進行し、これに対応してロック
孔6はロックピン3に倣って嵌まり込む。このため、位
置合わせが十分でなくても、ロックピン3とロック孔6
とによる接合が簡単に行われる。また、工具プレート2
と固定プレート1とはロックピン3とロック孔6とのテ
ーパ嵌合によって互いに引き寄せられ、着脱方向に拘束
する機構がなくても位置決めと連結とが同時に確実に行
われる。
After the fixed plate 1 is fitted into the tool plate 2, when the cylinder 4 is operated and the actuator 5 is lowered in the figure, this pushes the base end portion of the lock pin 3 and spreads it, and the lock pin 3 is extended. Insert the tip of the lock pin 3 into the lock hole 6 as shown in (b). At this time, since the lock pin 3 and the lock hole 6 are taper-fitted to each other, even if their axial centers are deviated, the lock pin 3 is positioned slightly above the lock hole 6, and the tip thereof is the opening of the lock hole 6. If included, the lock pin 3 advances while lifting the tool plate 2 as the fitting progresses, and the lock hole 6 correspondingly fits along the lock pin 3 in correspondence with this. Therefore, even if the alignment is not sufficient, the lock pin 3 and the lock hole 6
Joining with is easy. Also, the tool plate 2
The fixed plate 1 and the fixed plate 1 are attracted to each other by the taper fitting of the lock pin 3 and the lock hole 6, and the positioning and the connection can be surely performed at the same time without a mechanism for restraining in the attaching and detaching direction.

第3図は本発明の要部の具体的な構造を示す縦断面図で
ある。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing a specific structure of the essential part of the present invention.

固定プレート1にはシリンダ4と同軸上に作動孔7が形
成されこの中をアクチュエータ5が移動する。また、作
動孔7を中心としてロックピン3の保持孔8が半径方向
に貫設されている。この保持孔8は、先端部のガイド部
8a及びこれより大径のスプリング収納部8bを同軸上に配
置したものとして形成されている。
An actuating hole 7 is formed in the fixed plate 1 coaxially with the cylinder 4, and the actuator 5 moves in this. Further, a holding hole 8 for the lock pin 3 is provided so as to extend in the radial direction around the actuation hole 7. This holding hole 8 is a guide part at the tip.
8a and a spring accommodating portion 8b having a larger diameter than that are arranged coaxially.

ロックピン3は、スプリング収納部8bの内周壁を摺動す
るフランジ3aを基端側に形成し、先端は先細り状のテー
パ部3bとなっている。フランジ3aの背面は図示のように
円錐面3cの尖頭状に形成され、アクチュエータ5の動き
と直交する進退動作が円滑になるようにしている。ま
た、スプリング収納部8bには、フランジ3aに一端が突き
当たるスプリング8cが配置され、ロックピン3は中心側
に付勢されている。このスプリング8cの付勢力により、
アクチュエータ5が第3図の一点鎖線の位置にあるとき
は、ロックピン3は図中の一点鎖線の位置に後退し、そ
の先端は保持孔の中に納まっている。
The lock pin 3 has a flange 3a that slides on the inner peripheral wall of the spring accommodating portion 8b at the base end side, and the tip end is a tapered taper portion 3b. The rear surface of the flange 3a is formed in a pointed shape of the conical surface 3c as shown in the drawing, so that the forward / backward movement orthogonal to the movement of the actuator 5 is smooth. A spring 8c whose one end abuts on the flange 3a is arranged in the spring housing portion 8b, and the lock pin 3 is biased toward the center side. By the biasing force of this spring 8c,
When the actuator 5 is at the position indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 3, the lock pin 3 is retracted to the position indicated by the alternate long and short dash line in the figure, and its tip is housed in the holding hole.

シリンダ4は固定プレート1の内部に組み込まれ作動流
体給排用のポート4a,4bを備えている。そして、内部に
はアクチュエータ5を一体にしたピストン5aが設けら
れ、作動流体の給排によってアクチュエータ5が図にお
いて昇降駆動される。
The cylinder 4 is provided inside the fixed plate 1 and has ports 4a and 4b for supplying and discharging a working fluid. A piston 5a having the actuator 5 integrated therein is provided inside, and the actuator 5 is driven up and down in the drawing by supplying and discharging the working fluid.

アクチュエータ5の周面には、下端からテーパ部5b,直
線部5c及び増し締めテーパ部5dがそれぞれ形成されてい
る。そして、テーパ部5b及び増し締めテーパ部5dの傾斜
は、フランジ3aの背面の円錐面の傾斜にほぼ等しく設定
されている。
On the peripheral surface of the actuator 5, a taper portion 5b, a straight portion 5c, and an additional tightening taper portion 5d are formed from the lower end. The inclination of the taper portion 5b and the additional tightening taper portion 5d is set to be substantially equal to the inclination of the conical surface on the back surface of the flange 3a.

更に、工具プレート2に設けたロック孔6はロックピン
3の位置に合わせて設けられ、これらによる拘束を利用
して固定プレート1と工具プレート2とが位置決めされ
る。そして、ロック孔6はロックピン3のテーパ部3bの
傾斜に合わせたテーパ孔として形成され、ロックピン3
と共にテーパ嵌合する。
Further, the lock hole 6 provided in the tool plate 2 is provided so as to match the position of the lock pin 3, and the fixed plate 1 and the tool plate 2 are positioned by utilizing the restraint by these. The lock hole 6 is formed as a taper hole that matches the inclination of the taper portion 3b of the lock pin 3.
Together with taper fitting.

以上の構成において、固定プレート1と工具プレート2
との連結は次のようにして行われる。まず、3本のロッ
クピン3と工具プレート2のロック孔6の位置を概略合
わせた後、第1図(a)のように固定プレート1を工具
プレート2の中に差し込む。この後、外部の作動油供給
系を利用してポート4aから作動流体を送り込み、アクチ
ュエータ5を下降させる。このアクチュエータ5の移動
により、テーパ部5b,直線部5c及び増し締めテーパ部5d
の順にフランジ3aの背面が衝き当たり、ロックピン3は
外側へ押される。そして、ロックピン3の先端部のテー
パ部3bは、固定プレート1の周面から突き出て工具プレ
ート2の内周壁のロック孔6に嵌まり込む。
In the above configuration, the fixed plate 1 and the tool plate 2
The connection with and is performed as follows. First, after roughly aligning the positions of the three lock pins 3 and the lock holes 6 of the tool plate 2, the fixing plate 1 is inserted into the tool plate 2 as shown in FIG. After that, the working fluid is sent from the port 4a using the external working oil supply system, and the actuator 5 is lowered. By this movement of the actuator 5, the taper portion 5b, the straight portion 5c, and the retightening taper portion 5d
The rear surface of the flange 3a hits in this order, and the lock pin 3 is pushed outward. The taper portion 3b at the tip of the lock pin 3 projects from the peripheral surface of the fixed plate 1 and fits into the lock hole 6 in the inner peripheral wall of the tool plate 2.

ここで、第4図(a)及び(b)に示すように、ロック
孔6の中心に対して嵌合初期のロックピン3の軸心が、
横にe及び縦にEずれていた場合でも、最終的にはロッ
クピン3をロック孔6にきっちりと嵌め込むことができ
る。すなわち、ロックピン3及びロック孔6がテーパ嵌
合するので、ロックピン3の先端がロック孔6の開口部
に含まれ且つロック孔6をロックピン3が持ち上げられ
る位置にあれば、テーパ面を利用してロック孔6は次第
にロックピン3に調心しながら嵌まり込む。しがたっ
て、ロックピン3とロック孔6の位置合わせが正確でな
くても、これらの嵌合が無理なく良好に行われる。
Here, as shown in FIGS. 4A and 4B, the axial center of the lock pin 3 in the initial stage of fitting with respect to the center of the lock hole 6 is
Even if they are laterally shifted from e and vertically shifted from E, the lock pin 3 can be finally fitted into the lock hole 6 exactly. That is, since the lock pin 3 and the lock hole 6 are taper-fitted, if the tip of the lock pin 3 is included in the opening portion of the lock hole 6 and the lock pin 6 is at a position where the lock pin 3 can be lifted, a tapered surface is formed. The lock hole 6 gradually fits into the lock pin 3 while being aligned. Therefore, even if the positions of the lock pin 3 and the lock hole 6 are not accurately aligned, they can be fitted smoothly and satisfactorily.

ロックピン3がロック孔6に嵌まり込むと、固定プレー
ト1と工具プレート2との位置合わせが完了すると同時
に、これらのプレート1,2が互いに拘束し合う。すなわ
ち、ロックピン3とロック孔6とはテーパ嵌合なので、
嵌合度が強まるにつれて固定プレート1と工具プレート
2とを引きつける作用力がテーパ軸と直交するこれらの
結合方向に作用する。このため、固定プレート1と工具
プレート2との着脱方向に嵌合軸を設けていなくても、
テーパ嵌合によっ強固にこれらの部材が連結され、工具
2aを利用した機械加工も良好に行われる。
When the lock pin 3 is fitted into the lock hole 6, the positioning of the fixed plate 1 and the tool plate 2 is completed, and at the same time, these plates 1 and 2 are restrained to each other. That is, since the lock pin 3 and the lock hole 6 are tapered,
As the degree of fitting becomes stronger, the acting force that attracts the fixed plate 1 and the tool plate 2 acts in the connecting direction orthogonal to the taper axis. Therefore, even if the fitting shaft is not provided in the attachment / detachment direction of the fixed plate 1 and the tool plate 2,
These members are firmly connected by taper fitting,
Machining using 2a is also performed well.

また、シリンダ4への作動流体供給系が故障して作動流
体による圧力保持ができなくなった場合でも、ロックピ
ン3とロック孔6に嵌め込んだままに維持することがで
きる。
Further, even if the working fluid supply system to the cylinder 4 fails and the pressure cannot be held by the working fluid, it can be kept fitted in the lock pin 3 and the lock hole 6.

すなわち、第3図においてポート4aから供給された作動
流体の作動圧が低下すると、ピストン5aに外力が作用す
ると上に移動する。一方、フランジ3aの円錐面3cは図示
のように、増し締めテーパ部5dに衝き当たっているの
で、アクチュエータ5を上に移動させようとする分力が
働く。これにより、アクチュエータ5は上に移動し始め
るが、フランジ3aの円錐面3cの頂点3dが増し締めテーパ
部5dから離れて直線部5cに当たると、ロックピン3はア
クチュエータ5の軸線と直交する方向のみに押圧力を与
える。このためアクチュエータ5を上に移動させようと
する分力はなくなり、アクチュエータ5はその直線部5c
に円錐面3cの頂点3dを衝き当てたままの位置に保持され
る。
That is, in FIG. 3, when the working pressure of the working fluid supplied from the port 4a decreases, the piston 5a moves upward when an external force acts. On the other hand, as shown in the figure, the conical surface 3c of the flange 3a is in contact with the retightening taper portion 5d, so that a component force for moving the actuator 5 upward acts. As a result, the actuator 5 begins to move upward, but when the apex 3d of the conical surface 3c of the flange 3a separates from the tightening taper portion 5d and hits the straight line portion 5c, the lock pin 3 moves only in the direction orthogonal to the axis line of the actuator 5. Give a pressing force to. Therefore, there is no component force to move the actuator 5 upwards, and the actuator 5 moves its linear portion 5c.
It is held at the position where the apex 3d of the conical surface 3c is abutted against.

したがって、直線部5cに頂点3dが当たるまで移動したと
きに、先端のテーパ部3bがロック孔6の中に停まる寸法
関係としておけば、作動流体供給系やシリンダ4自体が
故障しても、固定プレート1と工具プレート2とはロッ
クされたままとなる。このように一旦ロックしてしまう
と、シリンダ4を作動して解除しない限り固定プレート
1から工具プレート2は分離せず、加工中に作動流体供
給系等が故障しても工具プレート2が落下する等の事故
がなく、安全に作業できる。
Therefore, even if the working fluid supply system or the cylinder 4 itself breaks down, if the tapered portion 3b at the tip stops in the lock hole 6 when the apex 3d moves to the straight portion 5c, The fixed plate 1 and the tool plate 2 remain locked. Once locked in this way, the tool plate 2 is not separated from the fixed plate 1 unless the cylinder 4 is operated and released, and the tool plate 2 drops even if the working fluid supply system or the like fails during processing. You can work safely without accidents.

なお、第1図〜第4図のようにロックピン3の先端はテ
ーパ状とするのに代えて、第5図のようにロックピン3
の先端は球体状13としてもよい。球体状13とする場合で
も、その外径がロック孔6の開放端の径よりも小さくし
て十分にロック孔6の中に嵌まり込めるようにすること
は無論である。
It should be noted that, instead of the tip of the lock pin 3 being tapered as shown in FIGS. 1 to 4, the lock pin 3 is provided as shown in FIG.
The tip of may have a spherical shape 13. Even in the case of the spherical shape 13, it is of course possible to make the outer diameter smaller than the diameter of the open end of the lock hole 6 so that the lock hole 6 can be sufficiently fitted into the lock hole 6.

また、ロックピンの先端を球体状とする場合には、第5
図に示すようにロック孔6のテーパ軸心がロックピン3
の軸心に対して製作上の誤差で若干の傾きをもって作ら
れていたとしても、テーパ面に対し球面の一部が必ず線
接触13aするため、位置決め機能の安定性に優れた特長
をもっている。
If the tip of the lock pin is spherical,
As shown in the figure, the taper axis of the lock hole 6 is the lock pin 3
Even if it is formed with a slight inclination with respect to the shaft center due to a manufacturing error, a part of the spherical surface is always in line contact 13a with the tapered surface, so that the positioning function has excellent stability.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明では、アクチュエータにはロックピンを完全にロ
ック孔に嵌まり込ませる増し締めテーパ部の先端側にロ
ックピンを不完全深さまでしか移動させない直線部を設
けているので、ロックピンを固定プレートのロック孔に
結合させているとき、シリンダの作動流体の圧抜け等が
発生しても、アクチュエータを駆動しない限りロックが
解除されることがない。このため、加工作業の間に作動
流体供給系が故障したりしても、工具プレートが固定プ
レートから離脱することはなく、安全作業が達成でき
る。
According to the present invention, since the actuator is provided with the linear portion that moves the lock pin only to the incomplete depth on the tip side of the reinforced tightening taper portion that completely fits the lock pin into the lock hole, the lock pin is fixed to the fixing plate. When the cylinder is connected to the lock hole, even if pressure loss of the working fluid of the cylinder occurs, the lock is not released unless the actuator is driven. Therefore, even if the working fluid supply system fails during the working operation, the tool plate does not separate from the fixed plate, and the safe operation can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図(a)は固定プレートと工具プレートの結合前を
示す概略断面図、第1図(b)は結合後を示す概略断面
図、第2図(a)は結合前の概略横断面図、第2図
(b)は結合後の概略横断面図、第3図はアクチュエー
タによるロックピンの駆動構造を示す要部断面図、第4
図はテーパ嵌合式によるロックピンの嵌め込み状況を説
明するための図、第5図は先端を球体状としたロックピ
ンをテーパ状のロック孔にロックしたときの概略断面
図、第6図は従来例の概略図である。 1:固定プレート、2:工具プレート 2a:工具、2b:周壁 3:ロックピン、3a:フランジ 3b:テーパ部、3c:円錐面 3d:頂点 4:シリンダ、4a,4b:ポート 5:アクチュエータ、5a:ピストン 5b:テーパ部、5c:直線部 5d:増し締めテーパ部 6:ロック孔、7:作動孔 8:保持孔、8a:ガイド部 8b:スプリング収納部 8c:スプリング 13:球体状
1 (a) is a schematic cross-sectional view showing a fixed plate and a tool plate before being combined, FIG. 1 (b) is a schematic cross-sectional view showing after combining, and FIG. 2 (a) is a schematic cross-sectional view before being combined. 2 (b) is a schematic cross-sectional view after coupling, FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part showing a drive structure of a lock pin by an actuator, FIG.
The figure is a view for explaining the fitting state of the lock pin by the taper fitting type, FIG. 5 is a schematic sectional view when the lock pin having a spherical tip is locked in the tapered lock hole, and FIG. FIG. 6 is a schematic diagram of an example. 1: Fixed plate, 2: Tool plate 2a: Tool, 2b: Peripheral wall 3: Lock pin, 3a: Flange 3b: Tapered part, 3c: Conical surface 3d: Vertex 4: Cylinder, 4a, 4b: Port 5: Actuator, 5a : Piston 5b: Tapered part, 5c: Straight part 5d: Re-tightening taper part 6: Lock hole, 7: Actuating hole 8: Holding hole, 8a: Guide part 8b: Spring housing part 8c: Spring 13: Spherical shape

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ロボットハンドのアーム等に連結される固
定プレートと、工具を装着した工具プレートとを備え、 前記固定プレートには、前記工具プレートへの着脱方向
と直交する方向へ進退するロックピンと、該ロックピン
が周面に突き当たるアクチュエータを前記ロックピンの
軸線と直交する方向へ駆動するシリンダとを備え、 前記工具プレートには、前記ロックピンが嵌まり込むロ
ック孔を備え、 前記アクチュエータの外形に倣う前記ロックピンをその
軸線方向に移動可能に付勢すると共に、前記ロックピン
及びロック孔をテーパ嵌合式とした自動工具交換装置で
あって、 前記アクチュエータは、その先端側を先細りさせたテー
パ部,該テーパ部の上端と同じ外径を持ち且つアクチュ
エータの軸線と平行な直線部及び該直線部の上端から連
なって拡径する増し締めテーパ部をそれぞれ先端側から
順に形成して備え、 前記ロックピンは、前記アクチュエータの周面に突き当
たる部分を、前記テーパ部及び直線部のそれぞれに対し
て倣い移動可能な外郭形状とし、 前記アクチュエータの直線部の外径を、前記ロックピン
が前記直線部に突き当たるとき該ロックピンの先端が前
記ロック孔に一定の未完全深さだけ没入可能な大きさと
してなる自動工具交換装置。
1. A fixed plate connected to an arm or the like of a robot hand, and a tool plate on which a tool is mounted, wherein the fixed plate has a lock pin that moves back and forth in a direction orthogonal to a direction in which the tool plate is attached and detached. A cylinder for driving the actuator in which the lock pin abuts the peripheral surface in a direction orthogonal to the axis of the lock pin, the tool plate includes a lock hole into which the lock pin is fitted, and the outer shape of the actuator Is an automatic tool changer in which the lock pin is movably biased in the axial direction thereof and the lock pin and the lock hole are tapered fitting type, wherein the actuator has a taper with its tip side tapered. Section, a straight section having the same outer diameter as the upper end of the tapered section and parallel to the axis of the actuator, and the upper end of the straight section Each of the lock pins is capable of following the taper portion and the straight line portion of the portion of the lock pin that abuts the peripheral surface of the actuator. The outer diameter of the linear portion of the actuator is set so that the tip of the lock pin can be inserted into the lock hole by a certain incomplete depth when the lock pin hits the linear portion. Tool changer.
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