(57)【要約】【課題】短時間で工具を保持することができる工具保持装置及び工具交換ロボットを提供する。【解決手段】本発明に係る工具保持装置及び工具交換ロボットは、工具を挿入する為の貫通孔を有する工具挿入ブロックと、前記貫通孔に前記工具を挿入した場合に、前記貫通孔から突出する前記工具の被係合部に係合する係合部と、前記貫通孔の径方向にて、前記被係合部に対し前記係合部を接近させるか又は離反させる接離機構とを備えることを特徴とする。【選択図】図３
2018034229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具を挿入する為の貫通孔を有する工具挿入ブロックと、
前記貫通孔に前記工具を挿入した場合、前記貫通孔から突出する前記工具の被係合部に係合する係合部と、
前記貫通孔の径方向にて、前記被係合部に対し前記係合部を接近させるか又は離反させる接離機構と
を備えることを特徴とする工具保持装置。
【請求項２】
前記接離機構は、
前記工具挿入ブロックに対向する第１握持部と、
該第１握持部及び工具挿入ブロックの間にて前記第１握持部に固定してあり、前記係合部を取り付ける取付部と、
該取付部及び工具挿入ブロックの間に設けてあり、前記取付部を第１握持部側に付勢する付勢部材と、
前記工具挿入ブロックに固定してあり、前記第１握持部に対向する第２握持部と
を有すること
を特徴とする請求項１に記載の工具保持装置。
【請求項３】
前記取付部は、前記第１握持部側を底側にしたＵ形状をなし、
前記工具挿入ブロックは前記取付部の内側に配置してあり、
前記係合部は前記取付部の外側面に取り付けてあること
を特徴とする請求項２に記載の工具保持装置。
【請求項４】
前記工具挿入ブロックの反対側にて前記第１握持部及び第２握持部の一方に突部が設けてあり、他方に、前記突部が嵌合する嵌合凹部が設けてあり、
前記突部が前記嵌合凹部に嵌合した場合、音が発生し且つ前記係合部は前記被係合部に係合すること
を特徴とする請求項２又は３に記載の工具保持装置。
【請求項５】
前記接離機構は、
前記工具挿入ブロックに接近するか又は前記工具挿入ブロックから離れる移動部と、
該移動部及び工具挿入ブロックの間にて前記移動部に固定してあり、前記係合部を取り付ける取付部と、
該取付部及び工具挿入ブロックの間に設けてあり、前記取付部を移動部側に付勢する付勢部材と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の工具保持装置。
【請求項６】
前記取付部は、前記移動部側を底側にしたＵ形状をなし、
前記工具挿入ブロックは前記取付部の内側に配置してあり、
前記係合部は前記取付部の外側面に取り付けてあること
を特徴とする請求項５に記載の工具保持装置。
【請求項７】
前記係合部の位置を検知する位置検知部と、
前記位置検知部の検知結果に基づいて、前記係合部が前記被係合部に係合したか否かを判定する係合判定部と
を備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の工具保持装置。
【請求項８】
請求項５から７のいずれか一つに記載の工具保持装置と、
該工具保持装置を取り付ける可動式アームと
を備えることを特徴とする工具交換ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具を保持する工具保持装置及び工具交換ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工具保持具は半筒状の第１保持部及び第２保持部を備え、第１保持部及び第２保持部をヒンジによって開閉可能に連結している。第１保持部及び第２保持部に取手を夫々設けてある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
作業者は工具マガジンの後側に工具保持具を配置し、二つの取手を両手で持ち、工具保持具を開き、工具マガジンに装着した工具の後部を覆い、工具保持具を閉じて、工具を保持する。工具を保持した状態で工具保持具を移動し、工具を工具マガジンから取り外す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１７４１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
工具マガジンの後側には主軸ヘッドを支持する立柱が設けてあり、工具マガジンと立柱との間の空間は狭いので、工具保持具を配置し、開くのは容易ではなく、長時間を要する場合がある。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、短時間で工具を保持することができる工具保持装置及び工具交換ロボットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る工具保持装置は、工具を挿入する為の貫通孔を有する工具挿入ブロックと、前記貫通孔に前記工具を挿入した場合、前記貫通孔から突出する前記工具の被係合部に係合する係合部と、前記貫通孔の径方向にて、前記被係合部に対し前記係合部を接近させるか又は離反させる接離機構とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、貫通孔に工具を挿入するので、工具挿入ブロックを開閉構造にする必要が無い。貫通孔への挿入によって、工具挿入ブロックは、貫通孔の径方向への工具の移動を規制する。また貫通孔に工具を挿入した後、接離機構の駆動によって、貫通孔の径方向において、係合部が工具の被係合部に接近して係合した場合、係合部は、貫通孔の軸方向における工具の移動を規制する。接離機構の駆動によって、係合部が被係合部から離れた場合、工具は前記軸方向に移動可能となり、工具保持装置は工具の保持を解除する。
【０００９】
本発明に係る工具保持装置は、前記接離機構は、前記工具挿入ブロックに対向する第１握持部と、該第１握持部及び工具挿入ブロックの間にて前記第１握持部に固定してあり、前記係合部を取り付ける取付部と、該取付部及び工具挿入ブロックの間に設けてあり、前記取付部を第１握持部側に付勢する付勢部材と、前記工具挿入ブロックに固定してあり、前記第１握持部に対向する第２握持部とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、対向する第１握持部及び第２握持部を設けることによって、作業者は、第１握持部及び第２握持部を片手で握持できる。即ち作業者は工具保持装置を片手で操作できる。第１握持部及び第２握持部を握ることで、第１握持部は付勢部材の付勢力に抗して工具挿入ブロックに接近し、係合部は工具に接近し、被係合部に係合する。
【００１１】
本発明に係る工具保持装置は、前記取付部は、前記第１握持部側を底側にしたＵ形状をなし、前記工具挿入ブロックは前記取付部の内側に配置してあり、前記係合部は前記取付部の外側面に取り付けてあることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、Ｕ形状の取付部の内側に工具挿入ブロックを配置することによって、貫通孔の径方向において、工具保持装置全体の寸法を短くすることができる。また係合部は取付部の外側面に取り付けてあるので、係合部は工具挿入ブロックに干渉せず、被係合部に係合することができる。
【００１３】
本発明に係る工具保持装置は、前記工具挿入ブロックの反対側にて前記第１握持部及び第２握持部の一方に突部が設けてあり、他方に、前記突部が嵌合する嵌合凹部が設けてあり、前記突部が前記嵌合凹部に嵌合した場合、音が発生し且つ前記係合部は前記被係合部に係合することを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、突部が嵌合凹部に嵌合した場合に音が発生し、音が発生した場合に、係合部が被係合部に係合するように、工具保持装置を設計する。作業者は、音を認識することによって、係合部が被係合部に係合したことを検知することができる。
【００１５】
本発明に係る工具保持装置は、前記接離機構は、前記工具挿入ブロックに接近するか又は前記工具挿入ブロックから離れる移動部と、該移動部及び工具挿入ブロックの間にて前記移動部に固定してあり、前記係合部を取り付ける取付部と、該取付部及び工具挿入ブロックの間に設けてあり、前記取付部を移動部側に付勢する付勢部材とを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、移動部の移動によって、工具の保持及び保持の解除を自動で実行することができる。
【００１７】
本発明に係る工具保持装置は、前記取付部は、前記移動部側を底側にしたＵ形状をなし、前記工具挿入ブロックは前記取付部の内側に配置してあり、前記係合部は前記取付部の外側面に取り付けてあることを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、Ｕ形状の取付部の内側に工具挿入ブロックを配置することによって、貫通孔の径方向において、工具保持装置全体の寸法を短くすることができる。また係合部は取付部の外側面に取り付けてあるので、係合部は工具挿入ブロックに干渉せず、被係合部に係合することができる。
【００１９】
本発明に係る工具保持装置は、前記係合部の位置を検知する位置検知部と、前記位置検知部の検知結果に基づいて、前記係合部が前記被係合部に係合したか否かを判定する係合判定部とを備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明においては、係合部の位置を検知し、検知した位置に基づいて、係合部が被係合部に係合したか否かを自動的に判断する。
【００２１】
本発明に係る工具交換ロボットは、上述したいずれかの工具保持装置と、該工具保持装置を取り付ける可動式アームとを備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明においては、上述した移動部を備える工具保持装置を可動式アームに設けて、工具の保持及び保持の解除を自動的に実行し、工具マガジンに対する工具の交換を実現する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る工具保持装置及び工具交換ロボットにあっては、貫通孔に工具を挿入するので、工具挿入ブロックを開閉構造にする必要が無く、構成を簡素化することができる。貫通孔への挿入によって、工具挿入ブロックは、貫通孔の径方向への工具の移動を規制する。また貫通孔に工具を挿入した後、接離機構の駆動によって、貫通孔の径方向において、係合部が工具の被係合部に接近して係合した場合、係合部は、貫通孔の軸方向における工具の移動を規制する。接離機構の駆動によって、係合部が被係合部から離れた場合、工具は前記軸方向に移動可能となり、工具保持装置は工具の保持を解除する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施の形態１に係る工具保持装置を略示する斜視図である。
【図２】工具保持装置を略示する縦断面図である。
【図３】工具保持装置を略示する分解斜視図である。
【図４】工作機械及び工具保持装置を略示する斜視図である。
【図５】工具及び工具保持装置を略示する部分拡大斜視図である。
【図６】貫通孔に工具ホルダを挿入し、第１係合部及び第２係合部が工具ホルダに係合していない状態の工具保持装置を示す縦断面図である。
【図７】貫通孔に工具ホルダを挿入し、第１係合部及び第２係合部が工具ホルダに係合した状態の工具保持装置を示す縦断面図である。
【図８】第１係合部及び第２係合部が凹部及び溝に係合していない状態の変更例を示す右側面図である。
【図９】第１係合部及び第２係合部が凹部及び溝に係合した状態の変更例を示す右側面図である。
【図１０】実施の形態２に係る工具交換ロボットを略示する部分拡大斜視図である。
【図１１】工具保持装置を略示する分解斜視図である。
【図１２】工具、工具保持装置及び可動式アームを略示する部分拡大斜視図である。
【図１３】貫通孔に工具ホルダを挿入し、第１係合部及び第２係合部が工具ホルダに係合していない状態の工具交換ロボットを示す縦断面図である。
【図１４】貫通孔に工具ホルダを挿入し、第１係合部及び第２係合部が工具ホルダに係合した状態の工具交換ロボットを示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（実施の形態１）
以下本発明を実施の形態１に係る工具保持装置１００を示す図面に基づいて説明する。以下の説明では、図に示す上下左右前後を使用する。図１は、工具保持装置１００を略示する斜視図、図２は、工具保持装置１００を略示する縦断面図、図３は、工具保持装置１００を略示する分解斜視図である。
【００２６】
工具保持装置１００は、工具挿入ブロック１、第１握持部１０、第２握持部２０、取付部５０、第１係合部３０、第２係合部４０、ガイドピン６１を備える。工具挿入ブロック１は前後に延びた直方体状をなす。工具挿入ブロック１には、上下に貫通した貫通孔２が設けてある。貫通孔２は、上側の直径が下側の直径よりも小さい円錐台形をなし、後述する工具ホルダ８３の形状に対応している。
【００２７】
工具挿入ブロック１の後面には、四つの螺子孔３と、二つの嵌合孔４と、二つの収容凹部５とが設けてある。四つの螺子孔３は、前記後面の四隅に配置してある。螺子孔３には雄螺子（図示略）が螺合する。
【００２８】
二つの嵌合孔４は前記後面の中央部にて左右に並ぶ。嵌合孔４にはガイドピン６１の前端部が嵌合する。二つの収容凹部５は前記後面の中央部にて上下に並ぶ。一方の収容凹部５は嵌合孔４よりも上側に配置する。他方の収容凹部５は嵌合孔４よりも下側に配置する。収容凹部５は付勢部材６０を収容する。
【００２９】
工具挿入ブロック１の後側に第２握持部２０が設けてある。第２握持部２０は上下に延びた帯状をなす。第２握持部２０の両面は前方及び後方を向く。第２握持部２０の上端部の左右寸法は他の部分よりも大きい。第２握持部２０の上端部には、下方に窪んだ凹部２１が形成してある。凹部２１の上下寸法は工具挿入ブロック１の上下寸法よりも長く、凹部２１の上端は工具挿入ブロック１の上面よりも上側に位置し、凹部２１の底は工具挿入ブロック１の下面よりも下側に位置する。凹部２１によって、第２握持部２０の上端部は右部２２及び左部２５に分かれる。
【００３０】
右部２２に二つの螺子孔２３と、二つの挿入孔２４とが設けてある。二つの挿入孔２４は右部２２の中央部分にて上下に並ぶ。二つの挿入孔２４は、工具挿入ブロック１の後面右側の二つの螺子孔３に対応する。一方の螺子孔２３は上側の挿入孔２４の上に配置してある。他方の螺子孔２３は下側の挿入孔２４の下に配置してある。雄螺子（図示略）は、後側から挿入孔２４に挿入し、螺子孔３に螺合して、右部２２を工具挿入ブロック１に固定する。なお雄螺子の頭部の直径は挿入孔２４の直径よりも大きく、挿入孔２４の縁部に係止する。
【００３１】
左部２５に二つの螺子孔２６と、二つの挿入孔２７とが設けてある。二つの挿入孔２７は右部２２の中央部分にて上下に並ぶ。二つの挿入孔２７は、工具挿入ブロック１の後面左側の二つの螺子孔３に対応する。一方の螺子孔２６は上側の挿入孔２７の上に配置してある。他方の螺子孔２６は下側の挿入孔２７の下に配置してある。雄螺子（図示略）は、後側から挿入孔２７に挿入し、螺子孔３に螺合して、左部２５を工具挿入ブロック１に固定する。なお雄螺子の頭部の直径は挿入孔２７の直径よりも大きく、挿入孔２７の縁部に係止する。
【００３２】
第２握持部２０の後側に取付部５０が配置してある。取付部５０は後側に窪んだＵ形状をなし、上板部５４、下板部５６、後板部５１を備える。上板部５４は水平方向に延びた矩形をなし、その四隅に四つの螺子孔５５が夫々設けてある。下板部５６は水平方向に延びた矩形をなし、上板部５４に対向する。下板部５６の前後寸法は上板部５４よりも短い。下板部５６の中央部に二つの螺子孔５７が設けてある。二つの螺子孔５７は左右に並ぶ。
【００３３】
後板部５１の両面は前方及び後方を向く。後板部５１は上下に延びた矩形をなし、上板部５４及び下板部５６の後縁部分に略直角に連なる。後板部５１の上下方向中央部分に二つの挿通孔５３が左右に並ぶ。後板部５１には後方に突出した二つの筒部５２が上下に並設してある。一方の筒部５２は挿通孔５３の上側に配置してあり、他方の筒部５２は挿通孔５３の下側に配置してある。挿通孔５３の直径はガイドピン６１の直径よりも大きく、挿通孔５３にはガイドピン６１が挿通する。
【００３４】
上板部５４の上面（外側面）に第１係合部３０が配置してある。第１係合部３０は前後に延びた直方体状をなす。第１係合部３０の前端部分は上板部５４よりも前側に突出している。前記前端部分に後方に窪んだ凹部３１が形成してある。第１係合部３０には、上下に貫通した四つの挿入孔３２が形成してある。四つの挿入孔３２は上板部５４の四つの螺子孔５５に対応する。四つの雄螺子３３が、上側から挿入孔３２に挿入し、螺子孔５５に螺合して、第１係合部３０を上板部５４に固定する。なお雄螺子３３の頭部の直径は挿入孔の直径よりも大きく、挿入孔３２の縁部に係止する。
【００３５】
下板部５６の下面（外側面）に第２係合部４０が配置してある。第２係合部４０は前後に延びた直方体状をなす。第２係合部４０の前端部分は下板部５６よりも前側に突出している。前記前端部分に後方に窪んだ凹部４１が形成してある。第２係合部４０には、上下に貫通した二つの挿入孔４２が左右に並ぶ。二つの挿入孔４２は下板部５６の二つの螺子孔５７に対応する。二つの雄螺子４３が、下側から挿入孔４２に挿入し、螺子孔５７に螺合して、第２係合部４０を下板部５６に固定する。なお雄螺子４３の頭部の直径は挿入孔４２の直径よりも大きく、挿入孔４２の縁部に係止する。
【００３６】
取付部５０の上下寸法は工具挿入ブロック１の上下寸法よりも長く、取付部５０の左右寸法は第２握持部２０の凹部２１の左右寸法よりも短い。左右方向にて、取付部５０は凹部２１の内側に配置してある。上板部５４及び第１係合部３０は凹部２１の上側に位置し、工具挿入ブロック１の上面よりも上側に位置する。下板部５６及び第２係合部４０は、凹部２１の底と工具挿入ブロック１の下面との間に位置する。
【００３７】
上下方向及び左右方向において、工具挿入ブロック１の収容凹部５及び嵌合孔４は凹部２１の内側に位置し、後板部５１に対向する。二つのガイドピン６１は前後方向を軸方向にして、後板部５１と工具挿入ブロック１００の前面との間に配置してあり、ガイドピン６１の前端部は嵌合孔４に嵌合し、ガイドピン６１は挿通孔５３を挿通する。
【００３８】
二つの付勢部材６０が後板部５１と工具挿入ブロック１の前面との間に配置してある。付勢部材６０は例えばコイルばね又はゴムである。付勢部材６０の前端部は収容凹部５に収容してあり、付勢部材６０の後端部は後板部５１に接触する。
【００３９】
取付部５０の後側に規制板１３が設けてある。規制板１３は取付部５０の後方への移動を規制する。規制板１３は、取付部５０の後板部５１に対向する後板部１４と、該後板部１４の左右縁部から前方に突出した左板部１６及び右板部１５と、左板部１６から左方に突出した左突出板１９と、右板部１５から右方に突出した右突出板１７とを備える。
【００４０】
後板部１４には二つの挿通孔１４ａが上下に並設してある。二つの挿通孔１４ａは二つの筒部５２に対応する。挿通孔１４ａの直径は筒部５２の直径よりも大きく、筒部５２は挿通孔１４ａを挿通し、後板部１４よりも後方に突出する。右突出板１７の上下端部に挿入孔１８が夫々設けてある。挿入孔１８は右部２２の螺子孔２３に対応する。後方から雄螺子（図示略）が挿入孔１８に挿入し、螺子孔２３に螺合して、右突出板１７を右部２２に固定する。なお雄螺子の頭部の直径は挿入孔１８の直径よりも大きく、雄螺子の頭部は挿入孔１８の縁部分に係止する。
【００４１】
左突出板１９の上下端部に挿入孔（図示略）が夫々設けてある。挿入孔は左部２５の螺子孔２６に対応する。後方から雄螺子（図示略）が挿入孔に挿入し、螺子孔２６に螺合して、左突出板１９を左部２５に固定する。なお雄螺子の頭部の直径は挿入孔の直径よりも大きく、雄螺子の頭部は挿入孔の縁部分に係止する。
【００４２】
規制板１３の後側に第１握持部１０が設けてある。第１握持部１０は上下に延びた帯状をなし、その両面は前側及び後側を向く。第１握持部１０の上端部は後板部１４に対向する。第１握持部１０の上端部には二つの挿通孔１１が上下に並設してある。後方から雄螺子１２が第１握持部１０の挿通孔１１に挿入し、筒部５２の内側に螺合して、第１握持部１０を筒部５２に固定する。なお雄螺子１２の頭部の直径は挿通孔１１の直径よりも大きく、雄螺子１２の頭部は挿通孔１１の縁部分に係止する。第１握持部１０、第２握持部２０、取付部５０及び付勢部材６０は接離機構を構成する。
【００４３】
外力の付与によって第１握持部１０が前方に移動した場合、取付部５０が前方に移動し、ガイドピン６１は取付部５０を案内する。取付部５０が前方に移動した場合、第１係合部３０及び第２係合部４０は工具挿入ブロック１の上側及び下側を夫々前方に移動する。付勢部材６０は短縮し、取付部５０を後方に付勢する。
【００４４】
外力の付与が無くなり、付勢部材６０の付勢力によって、取付部５０が後方に移動した場合、第１係合部３０及び第２係合部４０は工具挿入ブロック１の上側及び下側を夫々後方に移動する。取付部５０は規制板１３に当接し、第１係合部３０、第２係合部４０の移動が止まる。
【００４５】
図４は、工作機械７０及び工具保持装置１００を略示する斜視図、図５は、工具８０及び工具保持装置１００を略示する部分拡大斜視図である。工作機械７０は立柱７１、主軸ヘッド７２、工具マガジン７３、ワーク保持テーブル７４を備える。
【００４６】
立柱７１は主軸ヘッド７２を上下動可能に支持し、工具マガジン７３を支持する。工具マガジン７３は主軸ヘッド７２の前側に配置してある。工具マガジン７３は複数のグリップアーム７３ａ（図６、図７参照）を備え、グリップアーム７３ａは工具８０を保持する。ワーク保持テーブル７４は主軸の下側に配置してあり、左右前後移動可能である。
【００４７】
作業者は、必要に応じて、工作機械７０を駆動する前に、工具マガジン７３に保持する工具８０を交換する。工具８０は工具本体８１と工具ホルダ８３を備える。工具ホルダ８３は工具本体８１を支持する。工具ホルダ８３は上端部の直径が下端部の直径よりも小さい円錐台形をなす。工具ホルダ８３の下端部は工具本体８１を支持する。
【００４８】
工具ホルダ８３の上端部にプルスタッド８２が設けてある。プルスタッド８２は凹部８２ａを備える。工具ホルダ８３の下端部外周面に溝８４が全周に亘って設けてある。凹部８２ａ及び溝８４は被係合部を構成する。
【００４９】
工具マガジン７３に装着した工具８０を交換する場合、図５に示すように、作業者は、工具保持装置１００を工具８０の上側に配置し、工具ホルダ８３を貫通孔２に挿入する。工具ホルダ８３を貫通孔２に挿入することによって、前後方向及び左右方向、即ち貫通孔２の径方向への工具の移動を規制する。
【００５０】
図６は、貫通孔２に工具ホルダ８３を挿入し、第１係合部３０及び第２係合部４０が工具ホルダ８３に係合していない状態の工具保持装置１００を示す縦断面図、図７は、貫通孔２に工具ホルダ８３を挿入し、第１係合部３０及び第２係合部４０が工具ホルダ８３に係合した状態の工具保持装置１００を示す縦断面図である。
【００５１】
図６に示すように、工具ホルダ８３を貫通孔２に挿入した場合、第１係合部３０はプルスタッド８２の凹部８２ａの後側に配置してあり、第２係合部４０は溝８４の後側に配置してある。
【００５２】
作業者は、第１握持部１０及び第２握持部２０を片手で握り、第１握持部１０に前方への力を付与する。図７に示すように、第１握持部１０は前方へ移動し、取付部５０、第１係合部３０、第２係合部４０は前方へ移動し、第１係合部３０はプルスタッド８２の凹部８２ａに係合し、第２係合部４０は溝８４に係合する。凹部８２ａ及び溝８４への係合によって、第１係合部３０及び第２係合部４０は上下方向、即ち貫通孔２の軸方向における工具８０の移動を規制する。付勢部材６０は短縮し、取付部５０に後方への付勢力を付与する。
【００５３】
作業者は工具保持装置１００を引っ張り、工具８０をグリップアーム７３ａから取り外す。作業者は、第１握持部１０及び第２握持部２０を握るのを止める。付勢部材６０の付勢力によって、取付部５０及び第１握持部１０は後方へ移動し、第１係合部３０及び第２係合部４０は凹部８２ａ及び溝８４との係合を解除し、工具８０は工具保持装置１００から外れる。新たな工具８０をグリップアーム７３ａに取り付ける場合、作業者は、新たな工具８０を工具保持装置１００で保持し、保持した工具８０をグリップアーム７３ａに取り付ける。
【００５４】
実施の形態１に係る工具保持装置１００は、貫通孔２に工具８０を挿入するので、工具挿入ブロック１を開閉構造にする必要が無く、構成を簡素化することができる。貫通孔２への挿入によって、工具挿入ブロック１は、前後方向及び左右方向、即ち貫通孔２の径方向への工具８０の移動を規制する。また貫通孔２に工具８０を挿入した後、接離機構の駆動によって、貫通孔２の径方向において、係合部が工具８０の被係合部に接近して係合した場合、係合部は、上下方向、即ち貫通孔２の軸方向における工具８０の移動を規制する。接離機構の駆動によって、係合部が被係合部から離れた場合、工具８０は前記軸方向に移動可能となり、工具保持装置１００は工具８０の保持を解除する。
【００５５】
また対向する第１握持部１０及び第２握持部２０を設けることによって、作業者は、第１握持部１０及び第２握持部２０を片手で握持できる。即ち作業者は工具保持装置１００を片手で操作できる。第１握持部１０及び第２握持部２０を握ることで、第１握持部１０は付勢部材６０の付勢力に抗して工具挿入ブロック１に接近し、第１係合部３０及び第２係合部４０は、貫通孔２に挿入した工具８０に接近し、凹部８２ａ及び溝８４に係合する。
【００５６】
またＵ形状の取付部５０の内側に工具挿入ブロック１を配置することによって、前後方向、即ち貫通孔２の径方向において、工具保持装置１００全体の寸法を短くすることができる。また第１係合部３０及び第２係合部４０は、上板部５４の上面及び下板部５６の下面、即ち外側面に取り付けてあるので、第１係合部３０及び第２係合部４０は工具挿入ブロック１に干渉せず、凹部８２ａ及び溝８４に係合することができる。
【００５７】
工具保持装置１００は第１係合部３０及び第２係合部４０を備えるが、第１係合部３０又は第２係合部４０の一方のみ備えてもよい。また以下のように工具保持装置１００の構成の一部を変更しても良い。
【００５８】
図８は、第１係合部３０及び第２係合部４０が凹部８２ａ及び溝８４に係合していない状態の変更例を示す右側面図、図９は、第１係合部３０及び第２係合部４０が凹部８２ａ及び溝８４に係合した状態の変更例を示す右側面図である。
【００５９】
第１握持部１０の下端部の正面に前方に突出した突部９０が設けてある。突部９０の先端部は球状をなす。第２握持部２０の下端部の正面にブロック９１が設けてある。ブロック９１の後面には突部９０が嵌合する嵌合凹部９２が設けてある。嵌合凹部９２の開口の上下又は左右幅は、突部９０の球状部分の直径よりも僅かに小さい。嵌合凹部９２の底部は球形状をなし、突部９０の球状部分に対応している。
【００６０】
作業者が第１握持部１０及び第２握持部２０を握り、第１握持部１０を第２握持部２０に近づけて、突部９０を嵌合凹部９２に挿入し、突部９０の先端部を嵌合凹部９２の底部に嵌合した場合、音が発生する。音が発生した場合、第１係合部３０及び第２係合部４０は凹部８２ａ及び溝８４に係合している。
【００６１】
突部９０が嵌合凹部９２に嵌合した場合に音が発生し、音が発生した場合に、第１係合部３０及び第２係合部４０が凹部８２ａ及び溝８４に係合するように、工具保持装置１００を設計する。作業者は、音を認識することによって、第１係合部３０及び第２係合部４０が凹部８２ａ及び溝８４に係合したことを検知することができる。
【００６２】
（実施の形態２）
以下本発明を実施の形態２に係る工具交換ロボット１５０を示す図面に基づいて説明する。実施の形態２に係る構成の内、実施の形態１と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６３】
図１０は、工具交換ロボット１５０を略示する部分拡大斜視図、図１１は、工具保持装置１０１を略示する分解斜視図である。工具交換ロボット１５０は、可動式アーム１５１と、該可動式アーム１５１の先端部に取り付けた工具保持装置１０１とを備える。取付部５０、移動板１２３、ロッド１２１は筐体１１１内に位置するが、図１１では、視認性を高めるため、取付部５０、移動板１２３、ロッド１２１を筐体１１１の外に示す。
【００６４】
工具保持装置１０１は、工具保持装置１００と異なり、第１握持部１０及び第２握持部２０に代えて、駆動部１１０を備える。駆動部１１０は筐体１１１と、エアシリンダ１２０と、二つのロッド１２１と、移動板１２３とを備える。移動板１２３は移動部を構成する。筐体１１１は、左右両側面を開放した直方体状をなし、前板部１１５、上板部１１３、下板部１１４、後板部１１２を備える。駆動部１１０、取付部５０及び付勢部材６０は接離機構を構成する。
【００６５】
図１０、図１１に示すように、前板部１１５には矩形の開口１１６が設けてある。図１１に示すように、前板部１１５の右縁部に二つの螺子孔１１７が上下に並設してあり、二つの螺子孔１１７の間に二つの挿入孔１１８が上下に並設してある。前板部１１５の左縁部に二つの螺子孔１１７が上下に並設してあり、二つの螺子孔１１７の間に二つの挿入孔１１８が上下に並設してある。挿入孔１１８は、工具挿入ブロック１の螺子孔３に対応する。雄螺子（図示略）は挿入孔１１８に後側から挿入し、螺子孔３に螺合して、工具挿入ブロック１を前板部１１５に固定する。
【００６６】
図１０に示すように、筐体１１１内に、取付部５０、エアシリンダ１２０、ロッド１２１、移動板１２３を配置してある。後方から右突出板１７の挿入孔１８に雄螺子（図示略）は挿入し、螺子孔１１７に螺合して、右突出板１７を前板部１１５に固定する。後方から左突出板１９の挿入孔（図示略）に雄螺子（図示略）は挿入し、螺子孔１１７に螺合して、左突出板１９を前板部１１５に固定する。
【００６７】
二つのロッド１２１は前後方向を軸方向として、エアシリンダ１２０に前後移動可能に収容してある。ロッド１２１の前端部には矩形の移動板１２３が設けてある。移動板１２３には二つの挿入孔１２４が上下に並設してある。二つの挿入孔１２４は二つの筒部５２に対応している。
【００６８】
後方から挿入孔１２４に雄螺子（図示略）は挿入し、挿通孔１４ａから取付部５０の後方に突出した筒部５２の内側に螺合して、移動板１２３を筒部５２に固定する。
【００６９】
エアシリンダ１２０内が高圧になった場合、ロッド１２１、移動板１２３、取付部５０、第１係合部３０、第２係合部４０は前方に移動する。エアシリンダ１２０内が低圧になった場合、付勢部材６０の付勢力によって、ロッド１２１、移動板１２３、取付部５０、第１係合部３０、第２係合部４０は後方に移動する。エアシリンダ１２０内には、ロッド１２１の位置を検知する位置検知部１２０ａが設けてある。位置検知部１２０ａは例えばホールセンサ、光センサ等を備える。
【００７０】
図１２は工具８０、工具保持装置１０１及び可動式アーム１５１を略示する部分拡大斜視図である。工具交換ロボット１５０は、必要に応じて、工作機械７０を駆動する前に、工具マガジン７３に保持する工具８０を交換する。
【００７１】
工具マガジン７３に装着した工具８０を交換する場合、図１２に示すように、工具交換ロボット１５０は、可動式アーム１５１を移動し、工具保持装置１０１を工具８０の上側に配置し、工具ホルダ８３を貫通孔２に挿入する。工具ホルダ８３を貫通孔２に挿入することによって、前後方向及び左右方向、即ち貫通孔２の径方向への工具８０の移動を規制する。
【００７２】
図１３は、貫通孔２に工具ホルダ８３を挿入し、第１係合部３０及び第２係合部４０が工具ホルダ８３に係合していない状態の工具交換ロボット１５０を示す縦断面図、図１４は、貫通孔２に工具ホルダ８３を挿入し、第１係合部３０及び第２係合部４０が工具ホルダ８３に係合した状態の工具交換ロボット１５０を示す縦断面図である。
【００７３】
図１３に示すように、工具ホルダ８３を貫通孔２に挿入した場合、第１係合部３０はプルスタッド８２の凹部８２ａの後側に配置してあり、第２係合部４０は溝８４の後側に配置してある。
【００７４】
図１４に示すように、工具交換ロボット１５０は、エアシリンダ１２０を高圧にしてロッド１２１を前方に移動する。移動板１２３、取付部５０、第１係合部３０、第２係合部４０は前方へ移動して、工具挿入ブロック１に接近し、第１係合部３０はプルスタッド８２の凹部８２ａに係合し、第２係合部４０は溝８４に係合する。工具交換ロボット１５０は位置検知部１２０ａにてロッド１２１の位置、即ち第１係合部３０及び第２係合部４０の位置を検知し、第１係合部３０及び第２係合部４０が凹部８２ａ及び溝８４まで移動したか否か、即ち第１係合部３０及び第２係合部４０が凹部８２ａ及び溝８４に係合したか否かを判定する。第１係合部３０及び第２係合部４０が凹部８２ａ及び溝８４に係合したと判定した場合、ロッド１２１を停止する。凹部８２ａ及び溝８４への係合によって、第１係合部３０及び第２係合部４０は上下方向、即ち貫通孔２の軸方向における工具８０の移動を規制する。付勢部材６０は短縮し、取付部５０に後方への付勢力を付与する。
【００７５】
工具交換ロボット１５０は可動式アーム１５１を移動し、工具保持装置１０１を引っ張り、工具８０をグリップアーム７３ａから取り外す。工具交換ロボット１５０は、エアシリンダ１２０を低圧にする。付勢部材６０の付勢力によって、取付部５０は後方へ移動し、第１係合部３０及び第２係合部４０は凹部８２ａ及び溝８４との係合を解除し、工具８０は工具保持装置１０１から外れる。新たな工具８０をグリップアーム７３ａに取り付ける場合、工具交換ロボット１５０は、新たな工具８０を工具保持装置１０１で保持し、保持した工具８０をグリップアーム７３ａに取り付ける。
【００７６】
実施の形態２に係る工具交換ロボット１５０にあっては、移動板１２３の工具挿入ブロック１への接近及び工具挿入ブロック１からの離間によって、工具８０の保持及び保持の解除を自動で実行することができる。なお移動板１２３に動力を供給する駆動源はエアシリンダ１２０に限定されず、油圧シリンダ又はボールねじ機構等を使用してもよい。移動板１２３は移動部の一例であり、移動部の形状は板状に限定されない。移動部は例えばブロック状でもよい。
【００７７】
また第１係合部３０及び第２係合部４０の位置を検知し、検知した位置に基づいて、第１係合部３０及び第２係合部４０が凹部８２ａ及び溝８４に係合したか否かを自動的に判断する。
【００７８】
また移動板１２３を備える工具保持装置１０１を可動式アームに設けて、工具８０の保持及び保持の解除を自動的に実行し、工具マガジン７３に対する工具８０の交換を実現する。また工具交換ロボット１５０の工具保持装置１０１は、実施の形態１に係る工具保持装置１００と同様な効果を有する。
【００７９】
今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８０】
１  工具挿入ブロック
２  貫通孔
１０  第１握持部
２０  第２握持部
３０  第１係合部
４０  第２係合部
５０  取付部
６０  付勢部材
８０  工具
８２ａ  凹部（被係合部）
８４  溝（被係合部）
９０  突部
９２  嵌合凹部
１００、１０１  工具保持装置
１２０ａ  位置検知部
１２３  移動板（移動部）
１５０  工具交換ロボット
１５１  可動式アーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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