(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能なターンテーブルと、
このターンテーブルに工具搭載用として取付けられ、２箇所の第１位置決め用穴および工具位置決めピンを持つ複数枚の工具搭載用プレートと、
複数台のロボットの中の１台目のロボットの手首先端に取付けられ、前記工具搭載用プレートの前記第１位置決め用穴に嵌合される２箇所の着脱可能な位置決めピンを持つ第１の治具と、
２台目以降のロボットに取付けられ、前記第１の治具より外し前記工具搭載用プレートに取付けられた前記位置決めピンと嵌合される２箇所の第２位置決め用穴を持つ第２の治具を備える自動工具交換装置の工具交換方法において、
［1］前記第１の治具の位置決めピンを第１の工具搭載用プレートの前記第1位置決め用穴に嵌合させるステップと、
［2］ノブで前記第１の治具に前記第１の工具搭載用プレートを固定するステップと、
［3］前記第１の工具搭載用プレート付きの第１の治具を前記１台目のロボットの手首先端に取付けるステップと、
［4］前記第１の工具搭載用プレートに搭載される工具が前記１台目のロボットの工具交換位置になるように前記ターンテーブルを回すステップと、
［5］前記１台目のロボットを工具交換位置まで動かすステップと、
［6］前記第１の工具搭載用プレートを前記１台目のロボットの動作で前記ターンテーブルに取付けるステップと、
［7］前記第１の工具搭載用プレートから前記ノブを取外し、前記第１の工具搭載用プレートと前記第１の治具の結合を解くステップと、
［8］前記１台目のロボットを退避させるステップと、
［9］順次全ての工具の工具交換位置について、前記ターンテーブルを前記１台目のロボットの工具交換位置まで回し、それぞれの工具搭載用プレートを前記ターンテーブルに取付けるステップと、
［10］２台目のロボットの先端部分に前記第２の治具を取付け、前記第１の工具搭載用プレートの第１位置決め用穴に前記第１の治具から外した位置決めピンを取付けるステップと、
［11］前記第１の工具搭載用プレートが前記２台目のロボットの工具交換位置となるように前記ターンテーブルを回し、前記２台目のロボットを前記第１の工具搭載用プレート付近までアプローチさせ、前記第１の工具搭載用プレート上の位置決めピンと前記第２の治具の第２位置決め用穴を嵌合させるステップと、
［12］３台目以降のロボットについても、前記２台目のロボットと同様に、前記３台目以降のロボットの先端部分に前記第２の治具を取付け、前記第１の工具搭載用プレートの第１位置決め用穴に前記第１の治具から外した位置決めピンを取付け、前記第１の工具搭載用プレートが前記３台目以降のロボットの工具交換位置となるように前記ターンテーブルを回し、前記３台目以降のロボットを前記第１の工具搭載用プレート付近までアプローチさせ、前記第１の工具搭載用プレート上の位置決めピンと前記第２の治具の第２位置決め用穴を嵌合させるステップとからなることを特徴とする自動工具交換装置の工具交換方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数のロボットが共有する自動工具交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数のロボットが共有する自動工具交換装置は、図１に示す斜視図のように構成されている。
図１において、１は位置決め可能なターンテーブル、2a,2b,2c, …はこのターンテーブル１に工具搭載用として取付けられ、工具を位置決め可能なピンを持つ工具搭載用プレート、3a,3b,3c, …はロボット、4a,4b,4c, …はロボット先端部分に着脱可能な工具である。
これらの構成において、各ロボットの工具交換の教示を行う場合、先ずターンテーブル１に全ての工具搭載用プレート2a,2b,2c, …を取付け、工具位置決めピン９に合わせて工具4a(,4b,4c)を載せる。
次に、工具4aがロボット3aの工具交換位置となるようにターンテーブル１を回し、ロボット3aについて工具4aの工具交換の教示を行う。
以下同様に、順次全ての工具4b,4c …についてターンテーブル１を、工具交換位置まで回し、それぞれ最終ポイント付近の工具交換の教示を行う。さらにロボット3b,3c …についても、ロボット3aと同様に全ての工具について工具交換の教示を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の技術では各ロボット毎に全ての工具について、工具交換の教示を行わなければならない。仮にターンテーブルに工具搭載用プレートを全て取付けた後、各ロボットにおいて１つ以上の工具交換の教示で、残り全ての工具交換を満足する装置にするためには、プレートの取付け精度にロボットの繰り返し位置決め精度が要求され、コストも高くなる。
また、コンブライアンス機能も考えられるが、機械的なものの場合、機構が複雑になる、コンブライアンスによって作業姿勢に制限を受けるという問題がある。
また、ソフト的にコンブライアンスを持たせても、嵌合隙間を小さくできないので、工具脱着時に強制的に隙間を小さくする機構が必要という問題点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、回転可能なターンテーブルと、このターンテーブルに工具搭載用として取付けられ、２箇所の第１位置決め用穴および工具位置決めピンを持つ複数枚の工具搭載用プレートと、複数台のロボットの中の１台目のロボットの手首先端に取付けられ、前記工具搭載用プレートの前記第１位置決め用穴に嵌合される２箇所の着脱可能な位置決めピンを持つ第１の治具と、２台目以降のロボットに取付けられ、前記第１の治具より外し前記工具搭載用プレートに取付けられた前記位置決めピンと嵌合される２箇所の第２位置決め用穴を持つ第２の治具を備える自動工具交換装置の工具交換方法において、
［1］前記第１の治具の位置決めピンを第１の工具搭載用プレートの前記第１位置決め用穴に嵌合させるステップと、
［2］ノブで前記第１の治具に前記第１の工具搭載用プレートを固定するステップと、
［3］前記第１の工具搭載用プレート付きの第１の治具を前記１台目のロボットの手首先端に取付けるステップと、
［4］前記第１の工具搭載用プレートに搭載される工具が前記１台目のロボットの工具交換位置になるように前記ターンテーブルを回すステップと、
［5］前記１台目のロボットを工具交換位置まで動かすステップと、
［6］前記第１の工具搭載用プレートを前記１台目のロボットの動作で前記ターンテーブルに取付けるステップと、
［7］前記第１の工具搭載用プレートから前記ノブを取外し、前記第１の工具搭載用プレートと前記第１の治具の結合を解くステップと、
［8］前記１台目のロボットを退避させるステップと、
［9］順次全ての工具の工具交換位置について、前記ターンテーブルを前記１台目のロボットの工具交換位置まで回し、それぞれの工具搭載用プレートを前記ターンテーブルに取付けるステップと、
［10］２台目のロボットの先端部分に前記第２の治具を取付け、前記第１の工具搭載用プレートの第１位置決め用穴に前記第１の治具から外した位置決めピンを取付けるステップと、
［11］前記第１の工具搭載用プレートが前記２台目のロボットの工具交換位置となるように前記ターンテーブルを回し、前記２台目のロボットを前記第１の工具搭載用プレート付近までアプローチさせ、前記第１の工具搭載用プレート上の位置決めピンと前記第２の治具の第２位置決め用穴を嵌合させるステップと、
［12］３台目以降のロボットについても、前記２台目のロボットと同様に、前記３台目以降のロボットの先端部分に前記第２の治具を取付け、前記第１の工具搭載用プレートの第１位置決め用穴に前記第１の治具から外した位置決めピンを取付け、前記第１の工具搭載用プレートが前記３台目以降のロボットの工具交換位置となるように前記ターンテーブルを回し、前記３台目以降のロボットを前記第１の工具搭載用プレート付近までアプローチさせ、前記第１の工具搭載用プレート上の位置決めピンと前記第２の治具の第２位置決め用穴を嵌合させるステップとからなることを特徴とするものである。
このようにして本発明によれば、１台目のロボットを基準として、そのロボット先端部分に取付けられた治具を使って、工具搭載用プレートをターンテーブルに取付けることにより、２台目以降のロボットについては１つの工具のみ工具交換の教示を行えばよいので、工具搭載用プレートの高精度取付けを必要とせず、コンプライアンス機能なしで工具交換の教示時間が短縮できる等の効果が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。すべての図面において、同一符号は同一若しくは相当部材を示す。
図１は、本発明の実施の形態における自動工具交換装置の概要を示す斜視図である。
図２は、本発明の実施の形態で適用する第１の治具の斜視図である。
図３は、本発明の実施の形態で適用する第２の治具の斜視図である。
図４は、本発明の実施の形態における第１の治具を工具搭載用プレートに取付ける手法を示す斜視図である。
図５は、本発明の実施の形態で適用した工具搭載用プレートへの工具装着状態を示す斜視図である。
図２において、５は１台目のロボットの手首先端に取付けられる治具Ｄ，７は治具Ｄの基準点Ｓを基準として設けられた着脱可能な位置決めピンである。
図３において、６は２台目以降のロボットの手首先端に取付けられ、治具Ｅの基準点Ｓを基準して設けられ、治具Ｄの位置決めピンとは嵌合可能な穴を持つ治具Ｅである。
【０００８】
これらの構成において、各ロボットの工具交換の教示を行う場合、図４に示すように、その操作は次の通りに行われる。すなわち、
[1]まず人為的操作で、治具Ｄの位置決めピン７を工具搭載用プレート2aの位置決め用穴に嵌合させ、
[2]そして人為的にノブ８で治具Ｄに工具搭載用プレート2aを固定する。
[3]次に人為的操作で、[1]で作った工具搭載用プレート2a付きの治具Ｄを、ロボット3aの手首先端に取付ける。
[4]そして、図示していないロボット制御装置が備えるティーチングペンダントによる人為的操作で、工具搭載用プレート2aに搭載される工具4aがロボット3aの工具交換位置となるようにターンテーブル１を回し、
[5]同様にティーチペンダントによる人為的操作で、ロボット3aを工具交換位置まで動かし、
[6]そして、[1]で作った工具搭載用プレート2aを、ロボット3a自身の動作でターンテーブル１に取付け、
[7]人為的操作で、工具搭載用プレート2aからノブ８を取外し、[1]で作った工具搭載用プレート2aと治具Ｄの結合を解き、
[8] ここにおいて、ティーチングペンダントによる人為的操作で、ロボット3aを退避させる。
【０００９】
[9] 以下同様に、順次全ての工具4b,4c・・・の工具交換位置について、ターンテーブル１をロボット3aの工具交換位置まで回し、それぞれの工具搭載用プレート2b,2c・・・をターンテーブル１に取付ける。
[10]次に、ロボット3bの先端部分に治具Ｅを取付け、工具搭載用プレート2aの位置決め用穴には、治具Ｄから外した位置決めピン７を取付ける。
[11]そして、１個目の工具搭載用プレート2aがロボット3bの工具交換位置となるようにターンテーブル１を回し、ロボット3bを工具搭載用プレート2a付近までアプローチさせ、プレート上の位置決めピン７と治具Ｅの位置決め用穴を嵌合させる。
なお、位置決めピン７、治具Ｅの位置決め用穴、治具Ｅは高い精度で加工されているのが望ましい。
また全工具ともそれぞれの工具搭載用プレートはロボット3aにより望ましい精度で取付けられているため、２個目以降の工具交換は教示を行う必要がない。
[12]ロボット3c以降についても、ロボット3bと同様に、ロボット3c・・・の先端部分に治具Ｅを取付け、工具搭載用プレート2aの位置決め用穴には、治具Ｄから外した位置決めピン７を取付け、１個目の工具搭載用プレート2aがロボット3c・・・の工具交換位置となるようにターンテーブル１を回し、ロボット3c・・・を工具搭載用プレート2a付近までアプローチさせ、プレート上の位置決めピン７と治具Ｅの位置決め用穴を嵌合させる。
【００１０】
図５は、工具4a,4b,4c, …がターンテーブル１に工具搭載用として取付けられる状態を表している。すなわち、ターンテーブル１に装着された工具搭載用プレート2a,2b,2c, …の上面に突起するピン９に、工具4a,4b,4c, …の保持板に穿孔された穴に嵌合し、工具がターンテーブル１に着脱可能な工具として装着される。
ところで、各工具4a,4b,4c, …によってピン９の位置は変えてある。
かくして本発明によれば、１台目のロボットを基準としてロボット先端に取付けられた治具を使って、工具搭載用プレートがロボットを使ってターンテーブルに取付けられることにより、２台目以降のロボットの工具交換の教示時間を短縮できる工具交換装置が実現される。
【００１１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、１台目のロボットを基準として、そのロボット先端部分に取付けられた治具を使って、工具搭載用プレートをターンテーブルに取付けることにより、２台目以降のロボットについては１つの工具交換の教示を行えばよいので、工具搭載用プレートの高精度取付け、コンブライアンス機能なしで工具交換の教示時間が短縮できる等の特段の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における自動工具交換装置の概要を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態で適用する第１の治具の斜視図
【図３】本発明の実施の形態で適用する第２の治具の斜視図
【図４】本発明の実施の形態における第１の治具を工具搭載用プレートに取付ける手法を示す斜視図
【図５】本発明の実施の形態で適用した工具搭載用プレートへの工具装着状態を示す斜視図
【符号の説明】
１  ターンテーブル
2a,2b,2c  工具搭載用プレート
3a,3b,3c  ロボット
4a,4b,4c  工具
５  治具Ｄ
６  治具Ｅ
７  位置決めピン
７a,10  位置決め用穴
８  ノブ
９  工具位置決めピン
11  ターンテーブルへのプレート固定用取付け穴
【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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