專利名稱：機(jī)器人手用工具安裝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)器人手用工具安裝裝置，該安裝裝置用于把氣動(dòng)夾盤等工具安裝到設(shè)置在電子機(jī)器或其它產(chǎn)品的自動(dòng)組裝線上的機(jī)器人手上。
組裝機(jī)器人設(shè)置在電子機(jī)器等自動(dòng)組裝線上，在其機(jī)器人手上安裝著氣動(dòng)夾盤等各種工具，這些工具根據(jù)作業(yè)內(nèi)容可以更換。用于把工具安裝到這樣的組裝機(jī)器人手上的工具安裝裝置，通常由用于安裝工具的工具接合器和安裝單元構(gòu)成，該安裝單元安裝在機(jī)器人手上，用于可裝卸地連接上述工具接合器。在上述安裝單元上設(shè)有借助空氣壓和復(fù)位彈簧的作用而開閉的一對(duì)夾持臂，在工具接合器上，在中央部設(shè)有頂部備有接合用法蘭的連接軸，用上述夾持臂夾住該連接軸，將上述安裝單元與工具接合器相互連接起來。
但是，上述現(xiàn)有的工具安裝裝置，是用從安裝單元伸出的夾持臂和從工具接合器伸出的連接軸進(jìn)行上述安裝單元與工具接合器的連接，所以，該安裝裝置的軸方向長(zhǎng)度大，難以實(shí)現(xiàn)薄型化。而且，用位于安裝單元中心的夾持臂夾持位于工具接合器中心的一個(gè)連接軸，所以，容易產(chǎn)生軸線的傾斜。
另一方面，在該工具安裝裝置中，要求在夾持用空氣壓降低時(shí)上述工具接合器也不從安裝單元上脫落下，所以安全性要求高。
本發(fā)明的目的是提供一種機(jī)器人手用工具安裝裝置，該裝置不產(chǎn)生軸線傾斜或工具的落下等，能切實(shí)將工具接合器與安裝單元連接，并且實(shí)現(xiàn)薄型化、連接精度和安全性好。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的工具安裝裝置，由工具接合器和安裝單元構(gòu)成，上述工具接合器用于安裝機(jī)器人手用工具，上述安裝單元安裝在機(jī)器人手上，用于可裝卸地連接上述工具接合器；上述工具接合器具有與安裝單元的爪部件接合的多個(gè)連接部件；
上述安裝單元具有利用空氣壓的作用而伸縮的桿、多個(gè)連接用爪部件、變換機(jī)構(gòu)和連接用接合部；上述連接用爪部件以等角度間隔配設(shè)在上述桿軸線的周圍，可沿放射方向位移；上述變換機(jī)構(gòu)將上述桿的伸縮動(dòng)作變換為爪部件的位移動(dòng)作；上述連接用接合部形成在各爪部件的外端部；上述接合部備有傾斜面和止擋部，上述傾斜面與上述連接用部件接合，楔子式地拉拽工具接合器，為朝外下降傾斜狀；上述止擋部連設(shè)在該傾斜面上，用于防止上述連接部件從接合部脫落。
具有上述構(gòu)造的本發(fā)明工具安裝裝置中，借助空氣壓的作用桿作動(dòng)，通過變換機(jī)構(gòu)，多個(gè)爪部件朝放射方向外方位移時(shí)，形成在各爪部件外端部的連接用限定部的傾斜面與工具接合器的連接部件接合，借助該爪部件的位移，將該連接部件沿傾斜面往上拉，所以，工具接合器被拉到安裝單元側(cè)并與該安裝單元連接。這時(shí)，工具接合器在被拉到安裝單元側(cè)期間，修正兩者間的錯(cuò)位，它們被切實(shí)同軸狀地連接。而且，由于借助若干爪部件與連接部件的接合在若干點(diǎn)連接，所以，相互間的軸線也不產(chǎn)生傾斜，可得高的連接精度。另外，由于上述傾斜面的楔子效果，其連接力也非常大。
另外，在把工具接合器與安裝單元連接著的狀態(tài)下，連接用的空氣壓降低時(shí)，各爪部件，借助通過連接部件作用于傾斜面上的負(fù)荷荷重，被朝放射方向內(nèi)側(cè)推回。但是，在上述傾斜面的外側(cè)，設(shè)有止擋部，當(dāng)連接部件到達(dá)該止擋部位置時(shí)，該連接部件在該位置停止。這樣，連接部件不從爪部件上脫開，所以可切實(shí)防止工具接合器的落下。
另外，上述的工具安裝裝置，在安裝單元上設(shè)有多個(gè)沿放射方向自由位移的爪部件，使形成在該爪部件上的傾斜面與工具接合器的連接部件接合，借助上述傾斜面，楔子式地將工具接合器拉上并連接，所以，與用挾持臂和連接軸連接的已往安裝裝置相比，其軸方向長(zhǎng)度減小，可實(shí)現(xiàn)薄形化。
本發(fā)明的具體實(shí)施例中，上述止擋部，由水平面或由與上述傾斜面反向傾斜的逆傾斜面構(gòu)成，在該止擋部的位置，通過上述連接部件作用在爪部件上的負(fù)荷荷重所帶來的朝內(nèi)向的分力消除。
本發(fā)明的另一實(shí)施例中，上述變換機(jī)構(gòu)，由形成在桿及爪部件任一方的凸輪和形成在另一方的凸輪槽構(gòu)成，這些凸輪和凸輪槽相對(duì)于桿的軸線傾斜、并且沿著該傾斜自由滑動(dòng)地接合著。
本發(fā)明的另一實(shí)施例中，上述工具接合器和安裝單元具有使各空氣配管用孔口相互連通的空氣連通部，在安裝單元側(cè)的空氣連通部?jī)?nèi)藏著被彈簧朝閉閥方向彈壓的單向閥，并且設(shè)有壓桿，該壓桿被朝著前端部從連通部伸出的方向彈壓，該壓桿的功能是，在工具接合器與安裝單元連接時(shí)，被工具接合器推入，使上述單向閥開放；在工具接合器與安裝單元分離時(shí)，借助彈簧的彈力強(qiáng)制地使該工具接合器分離。


圖1是表示本發(fā)明之工具安裝裝置一實(shí)施例的分離狀態(tài)的正視圖。
圖2是圖1的側(cè)視圖。
圖3是圖1的俯視圖。
圖4是上述工具安裝裝置的剖視圖，右半部表示上述工具安裝裝置的連接狀態(tài)，左半部表示分離狀態(tài)。
圖5是表示與圖4不同動(dòng)作狀態(tài)的要部剖視圖。
圖6是表示上述工具安裝裝置的其它部分的連接狀態(tài)的要部剖視圖。
圖7是圖6中分離狀態(tài)的剖視圖。
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明機(jī)器人手用工具安裝裝置的最佳從圖1至圖4可見，該工具安裝裝置由工具接合器1和安裝單元2構(gòu)成。工具接合器1用于安裝氣動(dòng)夾盤等的機(jī)器人手用工具3。安裝單元2安裝在機(jī)器人手4上，用于可裝卸地連接上述工具接合器1。
上述工具接合器1呈略圓板形，其下面是用于安裝工具3的安裝面10，在上面在中心軸線周圍以等角度間隔設(shè)有若干軸桿狀的連接部件11，該連接部件11用于與安裝單元2側(cè)的爪部件26接合。圖示例中，連接部件11由圓形斷面的輥構(gòu)成，2個(gè)輥狀連接部件11、11挾著上述中心軸線地位于對(duì)稱位置。這些連接部件11的兩端由軸承部件12、12可自由旋轉(zhuǎn)地支承著，在與工具接合器1的上面之間，保留著用于插入爪部件26的間隔的狀態(tài)下，相互平行且與上述中心軸線直交(水平)地設(shè)置著。
但是，上述連接部件11也可以固定地安裝。固定地安裝時(shí)，不一定要用圓形斷面的輥形成該連接部件11，只要與爪部件26相接的部分是圓滑的曲面即可，可以是半圓柱狀或其它形狀。
上述安裝單元2具有短圓柱形的殼13。該殼13由第1部件13a和圓板形第2部件13b構(gòu)成。第1部件13a內(nèi)部具有氣缸孔14，第2部件13b封閉第1部件13a的下面開口。上述第1部件13a的上面為安裝到機(jī)器人手4上的安裝面15，該殼13的內(nèi)部?jī)?nèi)藏著氣缸機(jī)構(gòu)16。
上述氣缸機(jī)構(gòu)16由活塞19和桿20構(gòu)成?；钊?9可在上述氣缸孔14內(nèi)自由滑動(dòng)。桿20的基端與活塞19連接，前端從上述第2部件13b中伸出。在上述活塞19的兩側(cè)，由密封墊21劃分成一對(duì)壓力室22a、22b，各壓力室22a、22b與開設(shè)在殼13側(cè)面的一對(duì)操作用孔口23a、23b連通。從這些孔口23a、23b向各壓力室22a、22b交替地給排壓縮空氣，這樣，上述活塞19在氣缸孔14內(nèi)滑動(dòng)，桿20與其連動(dòng)地伸縮。
在上述殼13中的第2部件13b的下面設(shè)有若干(圖示例中是2個(gè))個(gè)連接用爪部件26、26。該爪部件26是斷面為T字形的部件，以等角度間隔配設(shè)在上述桿20的軸線周圍，可滑動(dòng)地收容在形成于第2部件13b上的導(dǎo)槽27內(nèi)，可沿放射方向位移。在這些爪部件26與上述桿20之間設(shè)有變換機(jī)構(gòu)28，該變換機(jī)構(gòu)28將桿20的伸縮動(dòng)作變換為爪部件26的位移動(dòng)作。
上述變換機(jī)構(gòu)28是凸輪式機(jī)構(gòu)，由若干凸輪30、30和凸輪槽31構(gòu)成。若干凸輪30、30與各爪部件26對(duì)應(yīng)地形成在桿20的前端部外側(cè)面上。凸輪槽31形成在各爪部件26的基端部側(cè)，與上述凸輪30接合。這些凸輪30和凸輪槽31相對(duì)于桿20的軸線相互朝相同方向傾斜。如圖4的左半部所示，當(dāng)桿20縮短時(shí)，爪部件26被各凸輪30拉動(dòng)而朝著殼13的內(nèi)側(cè)位移，從該狀態(tài)如圖4的右半部所示地，桿20伸長(zhǎng)時(shí)，爪部件26被各凸輪30推壓，朝殼13的外側(cè)位移。
在上述爪部件26的外端部分別形成著與工具接合器1上的上述連接部件11接合的連接用接合部33。該接合部33由傾斜面33a、止擋部33b和第2傾斜面33c構(gòu)成。傾斜面33a形成在爪部件26的上面，朝外下傾斜。止擋部33b與傾斜面33a的外側(cè)相連，防止上述連接部件11從該接合部脫落，由水平面或由與上述傾斜面33a反向傾斜的逆傾斜面構(gòu)成。第2傾斜面33c連設(shè)在該止擋部33b的外側(cè)，具有把上述接合部件11拉到傾斜面33a上的作用。借助這些爪部件26和上述連接部件11，安裝單元2和工具接合器1如下述地連接或分離。
即，如圖4的左半部所示，桿20縮短時(shí)，在各爪部件26位移到殼13內(nèi)側(cè)的狀態(tài)，使安裝單元2和工具接合器1相互接近，從該狀態(tài)如圖4的右半部所示，使桿20伸長(zhǎng)，由各凸輪30將爪部件26位移到殼13的外側(cè)時(shí)，接合部33的第2傾斜面33c先與連接部件11接合，將該連接部件11往傾斜面33a上拉。在該狀態(tài)，使爪部件26進(jìn)一步向外側(cè)繼續(xù)位移時(shí)，連接部件11沿著傾斜面33a楔子式地被拉上，所以，工具接合器1被拉到與安裝單元2壓接的位置，與該安裝單元2連接。
這時(shí)，上述工具接合器1沿著若干爪部件26的傾斜面33a被拉向安裝單元2側(cè)期間，兩者間的中心錯(cuò)位被修正，它們被同軸狀地連接。而且，由于若干爪部件26和連接部件11的結(jié)合，是在若干點(diǎn)連接，所以，相互間不產(chǎn)生軸線的傾斜，可得到高的連接精度。另外，由于上述傾斜面33a的楔子效果，其連接力非常大。
要把連接后的工具接合器1從安裝單元2上分離下來時(shí)，如圖4的左半部所示，使活塞19縮短，將各爪部件26位移到殼13的內(nèi)側(cè)端部，這樣，接合部33從連接部件11上脫開，所以可卸下工具接合器1。
另外，在把工具接合器1和安裝單元2連接著的狀態(tài)下，當(dāng)連接用的空氣壓降低時(shí)，借助設(shè)在接合部33上的上述止擋部33b的防落下功能，可防止工具接合器1落下。即，如圖4的右半部所示，在連接狀態(tài)的各爪部件26的傾斜面33a上通過連接部件11作用著由工具3的重力產(chǎn)生的負(fù)荷F，其反力Fa的分力Fb將各爪部件26朝殼13的內(nèi)側(cè)推壓。在該狀態(tài)，當(dāng)頭側(cè)壓力室22a內(nèi)的空氣壓降低時(shí)，如圖5所示，各爪部件26被上述分力Fb推回到內(nèi)側(cè)。但是，當(dāng)連接部件11到達(dá)止擋部33b的位置時(shí)，通過該連接部件11作用在止擋部33b上的負(fù)荷荷重F僅為鉛直方向成分，由于不產(chǎn)生把爪部件26推回內(nèi)側(cè)的分力Fb，所以，該爪部件26不再位移，這樣，連接部件11不從爪部件26上脫開，所以，可防止工具接合器1的落下。
為了在連接上述工具接合器1和安裝單元2時(shí)進(jìn)行定位，在安裝單元2中的殼13的下面設(shè)有尖細(xì)狀的若干個(gè)定位用銷36，在工具接合器1上，如圖6所示，設(shè)有供上述銷36嵌入用的若干孔37。
在上述工具接合器1和安裝單元2上還分別設(shè)有空氣連接部41、42和電氣連接部45、46?？諝膺B接部41、42用于將分別設(shè)在工具接合器1和安裝單元2上的若干空氣配管用孔口39和40連通。電氣連接部45、46用于將電氣接點(diǎn)43和44相互連接起來。其中，在安裝單元2側(cè)的空氣連通部41上，如圖6和圖7所示，在與各孔口39對(duì)應(yīng)的流路上分別內(nèi)藏著單向閥48并設(shè)有中空的壓桿51。單向閥48被彈簧50朝閉鎖閥座49的方向彈壓，中空壓桿51的前端51a被彈簧52朝從空氣連通部41突出的方向彈壓。該壓桿51，在未將工具接合器連接到安裝單元2上時(shí)，其基端51b離開上述單向閥48，并且前端51a從連通部41突出，在連接工具接合器1時(shí)，被該工具接合器1推入，將上述單向閥48推上，開放閥座49。另外，在使工具接合器1離開安裝單元2時(shí)，該壓桿51借助彈簧的彈力復(fù)回到突出位置，這時(shí)，強(qiáng)制地使該工具接合器1離開安裝單元2。因此，即使采用非常輕的工具3，在更換作業(yè)時(shí)也能切實(shí)從安裝單元2上卸下。
這樣，上述工具安裝裝置，在安裝單元2上設(shè)置沿放射方向位移的若干爪部件26，使形成在該爪部件26上的傾斜面33a與工具接合器1的連接部件11接合，利用上述傾斜面33a的楔子效果，將工具接合器1拉上并連接，所以，與用夾持臂和連接軸連接的現(xiàn)有安裝裝置相比，其軸方向長(zhǎng)度減小，可實(shí)現(xiàn)薄形化。
另外，圖示實(shí)施例中，連接用連接部件11和爪部件26各設(shè)置了2個(gè)，但也可以設(shè)置3個(gè)以上。
這樣，本發(fā)明的工具安裝裝置，可以不產(chǎn)生軸線的傾斜或工具落下地、切實(shí)地將工具接合器和安裝單元連接起來，可實(shí)現(xiàn)薄形化，連接精度和安全性也好。
權(quán)利要求
1．機(jī)器人手用工具安裝裝置，其特征在于，由工具接合器和安裝單元構(gòu)成，上述工具接合器用于安裝機(jī)器人手用工具，上述安裝單元安裝在機(jī)器人手上，用于可裝卸地連接上述工具接合器；上述工具接合器具有若干個(gè)連接部件，該連接部件用于接合設(shè)在安裝單元上的連接用爪部件；上述安裝單元具有利用空氣壓作用而伸縮的桿、若干個(gè)上述連接用爪部件、變換機(jī)構(gòu)和連接用接合部；上述連接用爪部件以等角度間隔配設(shè)在上述桿軸線的周圍，可沿放射方向自由位移；上述變換機(jī)構(gòu)將上述桿的伸縮動(dòng)作變換為爪部件的位移動(dòng)作；上述連接用接合部形成在各爪部件的外端部；上述接合部備有傾斜面和止擋部，上述傾斜面與上述連接用部件接合，楔子式地拉拽工具接合器，朝外下傾斜狀；上述止擋部連設(shè)在該傾斜面上，用于防止上述連接部件從接合部脫落。
2．如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人手用工具安裝裝置，其特征在于，上述止擋部，由水平面或與上述傾斜面反向傾斜的逆傾斜面構(gòu)成，在該止擋部的位置，通過上述連接部件作用在爪部件上的負(fù)荷荷重所帶來的朝內(nèi)向的分力消除。
3．如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人手用工具安裝裝置，其特征在于，上述變換機(jī)構(gòu)由形成在桿及爪部件的任一方的凸輪和形成在另一方的凸輪槽構(gòu)成，這些凸輪和凸輪槽相對(duì)于桿的軸線傾斜、并且可沿著該傾斜自由滑動(dòng)地接合。
4．如權(quán)利要求2所述的機(jī)器人手用工具安裝裝置，其特征在于，上述變換機(jī)構(gòu)由形成在桿及爪部件任一方的凸輪和形成在另一方的凸輪槽構(gòu)成，這些凸輪和凸輪槽相對(duì)于桿的軸線傾斜、并且可沿著該傾斜自由滑動(dòng)地接合。
5．如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的機(jī)器人手用工具安裝裝置，其特征在于，上述工具接合器和安裝單元具有使各空氣配管用孔口相互連通的空氣連接部，在安裝單元側(cè)的空氣連通部?jī)?nèi)內(nèi)藏著被彈簧朝閉閥方向彈壓的單向閥，并且設(shè)有壓桿，該壓桿被朝著前端部從連通部伸出的方向彈壓，該壓桿，在工具接合器與安裝單元連接時(shí)，被工具接合器推入，使上述單向閥開放，在工具接合器與安裝單元分離時(shí)，借助彈簧的彈力，強(qiáng)制地使該工具接合器分離。
全文摘要
在用于安裝工具的工具接合器1上,設(shè)有若干連接部件11,在用于安裝到機(jī)器人手上的安裝單元2上設(shè)有若干連接用爪部件26、伸縮桿20和凸輪式變換機(jī)構(gòu)28。爪部件26通過朝放射方向位移,其傾斜面33a與上述連接用部件11接合或脫開。伸縮桿20借助空氣壓的作用而伸縮。變換機(jī)構(gòu)28把該桿20的伸縮動(dòng)作變換為上述爪部件26的位移動(dòng)作。在上述各爪部件26上設(shè)有止擋部33b,在空氣壓降低時(shí),該止擋部33b防止連接部件11從傾斜面33a脫開,防止工具的落下。
文檔編號(hào)B25J15/04GK1293101SQ0013046
公開日2001年5月2日 申請(qǐng)日期2000年10月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月18日
發(fā)明者宮地博, 年森良佑, 佐藤太平 申請(qǐng)人:速睦喜股份有限公司