工具更换装置的制作方法

本发明涉及一种工具更换装置。

背景技术：

作为应用于各种设备例如工业机器人的工具更换装置，公开有包括安装在机器人侧的凸形部件和安装在工具侧的凹形部件(例如，专利文献1)。凸形部件和凹形部件通过设置在中央的连接部连接和分离。在凸形部件设置有第一连接部，该第一连接部包括突起部和可以从突起部径向突出的凸轮。在凹形部件设置有第二连接部，该第二连接部包括可以插入所述突起部的连接孔和设置在所述连接孔的内周表面上并且所述凸轮接合到其上的接合部件。在工具更换装置中，通过在突起部被插入到连接孔的状态下，凸轮与接合部件接合来凸形部件和凹形部件彼此连接。并且，通过解除凸轮和接合部件之间的接合来凸形部件和凹形部件可以分离。通过这种方式，工具更换装置可以更换安装在工业机器人的工具。

工具更换装置包括连接器部，该连接器部与凸形部件和凹形部件的连接和分离联动而连接和分离信号线。连接器部包括设置在凸形主体外侧的第一连接器部和设置在凹形主体外侧的第二连接器部。第一连接器部包括机器人侧连接器和第一中继连接器。从机器人侧引出的线缆连接到凹形部件的机器人侧连接器。第二连接器部包括工具侧连接器和第二中间继连接器。工具侧连接器通过作为动力供应通路的线缆连接到工具的伺服模块。通过连接第一中继连接器和第二中继连接器，机器人和工具电连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2012-250327号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

近年来，为了防止干扰其他设备和工件，使用在机器人内部设置线缆的机器人。由于工具更换装置中连接器部设置在凸形主体和凹形主体的外侧，因此需要将设置在机器人内部的线缆在机器人的前端向外侧引出并将其连接到连接器部，从而存在线缆限制机器人操作的问题。另外，工具更换装置在机器人的前端和凸形部件之间需要用于引出线缆的空间，因此不仅难以实现小型化，而且由于机器人中产生的力矩增加，从而存在无法获得机器人的额定输出的问题。

本发明的目的在于提供一种工具更换装置，其可以将设置在机器人内部的动力供应通路以不引出到外部的方式连接。

为解决课题的技术手段

涉及本发明的工具更换装置包括安装在设备的主体侧的凸形部件和安装在工具侧的凹形部件，其特征在于，所述凸形部件和所述凹形部件包括：多个连接部，彼此机械地连接；以及连接器部，连接设置在所述主体内部的动力供给通路和所述工具，所述多个连接部和所述连接器部设置在所述凸形部件和所述凹形部件的接合面内，所述多个连接部设置在所述连接器部的周围。

发明的效果

根据本发明，由于连接器部设置在凸形部件和凹形部件之间的接合面内，因此诸如线缆或管的动力供应通路不暴露于主体的外部。工具更换装置中，在设备的前端和凸形部件之间不需要用于引出动力供应通路的空间，因此可以容易地实现小型化。

附图说明

图1是示出根据本实施方式的工具更换装置的使用状态的立体图。

图2是凸形主体的俯视图。

图3是沿图2中的a-a线的剖视图。

图4是图2中的横截面b-b中的凸形部件的放大剖视图。

图5是凹形主体的俯视图。

图6是沿图5中的c-c线的剖视图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细描述本发明的实施方式。

图1所示的工具更换装置10包括固定在作为工业机器人12主体的臂14的前端的凸形部件16和固定在工具18的凹形部件20。凸形部件16以固定面(本图中未示出)接触到臂14的状态通过图中未示出的紧固件以可拆卸的方式固定在臂14上。凹形部件20以固定面(本图中未示出)接触到工具18的状态通过图中未示出的紧固件以可拆卸的方式固定在工具18上。例如，螺栓可用作紧固件。

工具18没有特别限制，例如，工具可以应用机械手，去毛刺工具，手动夹具或焊接枪。对于工具18而言，针对一个臂14，可以在安装凹形部件20的状态下准备多个不同类型的工具18。臂14和工具18可以通过工具更换装置10连接和分离，从而工具18可以自由更换。图中未示出的控制部连接到凸形部件16，凸形部件16和凹形部件20之间的连接和分离由控制部控制。

工具更换装置10在接合面16a和20a内包括连接器部38，并且通过所述连接器部38电连接机器人和工具18。连接器部38具有第一连接器部26和第二连接器部36。在凸形部件16中，第一连接器部26安装在接合面16a的中央。虽然未示出，第一连接器部26具有设置在固定面16b侧的机器人侧连接器和设置在接合面16a侧的第一中继连接器。作为设置在臂14中的动力供应通路的线缆连接到凸形部件16的固定面16b侧的机器人侧连接器。虽然未示出，第二连接器部36具有设置在固定面20b侧的工具侧连接器和设置在接合面20a侧的第二中继连接器。工具侧连接器通过作为工具侧动力供应通路的线缆连接到工具18的伺服模块。

第一连接器部26和第二连接器部36中，随着凸形部件16和凹形部件20的连接而第一中继连接器和第二中继连接器连接，从而作为动力的电源装置(图中未示出)、所述控制部电连接到工具18的伺服马达部。通过电连接，例如在控制装置和伺服马达部之间发送和接收用于控制伺服马达的各种电路信号，并从电源装置向伺服马达供应电力。

工具更换装置10在连接器部38的周围包括多个连接部34，并且通过所述连接部34机械地连接机器人和工具18。连接部34具有第一连接部24和第二连接部32。在凸形部件16中，在第一连接器部26的周围设置有多个(在本图中为两个)第一连接部24。在凹形部件20中，在第二连接器部36的周围设置有与第一连接部24的相同数量(在本图中为两个)的第二连接部32。

当将工具18和臂14连接时，臂14移动，使得接合面16a和接合面20a接触，并且在将第一连接部24插入第二连接部32的状态下，通过操作由凸轮等构成的接合机构来固定凸形部件16和凹形部件20。当将工具18和臂14分离时，解除通过接合机构的固定，使得臂14向凸形部件16从凹形部件20分离的方向移动，由此，凸形部件16和凹形部件20分离。

如图2和图3所示，凸形部件16具有板状凸形主体22。凸形主体22在中央具有第一连接器设置部40，以及夹着第一连接器设置部40在两侧具有突出部43。第一连接器设置部40具有凸形主体22的厚度方向上贯穿的矩形孔41和第一设置台42。第一设置台42支撑从接合面16a侧插入的第一连接器部26的底面。设置在第一设置台42上的第一连接器部26在接合面16a侧暴露第一中继连接器，在固定面16b侧暴露机器人侧连接器。

在本图中，第一设置台42分别形成在孔41的相对的内表面上，并且是从所述内表面向内侧突出的两个突起部。第一设置台42的上端在厚度方向上基本上位于凸形主体22的中央，第一设置台42的下端与固定面16b相同。在第一设置台42中形成内螺纹，并且用于固定第一连接器部26的螺栓(图中未示出)从接合面16a侧拧紧。通孔44形成在第一连接器设置部40的固定面16b侧。线缆通过通孔44连接到机器人侧连接器。

凸形主体22具有向固定面16b侧开口的作为气体引入口的第一气体引入口50和第二气体引入口54。第一气体引入口50连接到第一分配流路46。第一分配流路46形成在凸形主体22的接合面16a和固定面16b之间，并且是面方向上贯穿的孔。第一分配流路46连接到分别设置在两个突出部43中的第一供排气口58。第二气体引入口54连接到第二分配流路48。第二分配流路48形成在凸形主体22的接合面16a和固定面16b之间，并且是在面方向上贯穿的孔。第二分配流路48连接到分别设置在两个突出部43中的第二供排气口60。

如图4所示，凸形部件16具有作为接合机构的缸体部59以及凸轮61。缸体部59是气缸，其包括缸室62、容纳在该缸室62中的活塞63、以及连接到该活塞63的活塞杆64，通过活塞杆64直线运动，使凸轮61旋转。

活塞63具有圆柱形状并且可沿其轴向(图中的上下方向)自由移动。活塞63通过气体压力(以下称为“空气压力”)往复运动。图中所示的活塞63的位置是凸轮61移动到与第二连接部32的接合被解除的解除位置的位置。通过在图中向上移动活塞63，凸轮61移动到与第二连接部32接合的接合位置。

缸室62中设置有贯穿侧壁的第一供排气口58和第二供排气口60。第一供排气口58在缸室62中比解除位置的活塞63更靠下方开口。第二供排气口60在缸室62中比接合位置的活塞63更靠上方开口。

从第一气体引入口50经由第一分配流路46并通过第一供排气口58的一侧，以及从第二气体引入口54经由第二分配流路48并通过第二供排气口60中，通过其中之一向缸室62内送入气体，并且通过其中的另一个将气体排出到缸室62的外部，从而使活塞63向解除位置或接合位置移动。另外，虽然图中未示出，但是设置有将活塞63推向接合位置的螺旋弹簧，当活塞63移动到解除位置时，活塞63通过空气压力克服螺旋弹簧的推力而移动。

如图5和图6所示，凹形部件具有板状凹形主体30。凹形主体30在中央具有第二连接器设置部70。第二连接器设置部70具有凹形主体30的厚度方向上贯穿的孔71和第二设置台72。第二设置台72支撑从接合面20a侧插入的第二连接器部36的底面。设置在第二设置台72上的第二连接器部36在接合面20a侧暴露第二中继连接器，在固定面20b侧暴露工具侧连接器。

在本图中，第二设置台72分别形成在孔71的相对的内表面上，并且是从所述内表面向内侧突出的两个突起部。第二设置台72的上端在厚度方向上基本上位于凹形主体30的中央，第二设置台72的下端与固定面20b相同。在第二设置台72中形成内螺纹，并且用于固定第二连接器部36的螺栓(图中未示出)从接合面20a的侧拧紧。通孔74形成在第二连接器设置部70的固定面20b侧。连接到工具侧连接器的线缆通过通孔74连接到伺服马达部。

根据本实施方式的凸形部件16可以将设置在臂14内部的缆线在臂14的前端连接到设置在接合面16a中央的第一连接器部26。因此，工具更换装置10可以将设置在臂14内部的线缆连接到第一连接器部26，而无需将线缆14引出到臂14的外部。

工具更换装置10中，由于线缆不暴露于臂14的外部，因此工业机器人12的操作不受线缆的限制。另外，工具更换装置10不需要工业机器人12的前端和凸形部件16之间用于引出线缆的空间，从而可以容易地实现小型化，并且可以防止在工业机器人12中产生不必要的力矩，从而可以获得工业机器人12的额定输出。

凸形主体22由于具有用于将供应到第一气体引入口50和第二气体引入口54的压缩气体分配到两个连接部34的第一分配流路46和第二分配流路48，因此，工具更换装置10可以以相同的时机操作多个连接部34。

凸形主体22和凹形主体30具有第一连接器设置部40和第二连接器设置部70，第一连接器部26和第二连接器部36可以从接合面16a和20a侧安装在第一连接器设置部40和第二连接器设置部70。从而，可以在更换线缆之后在不从臂14拆卸凸形部件16并且不从工具18拆卸凹形部件20的情况下拆卸第一连接器部26和第二连接器部36，因此可以提高维修性能。

(变形例)

本发明不限于上述实施方式，可以在本发明的主要内容的范围内进行适当修改。

在上述实施方式的情况下，虽然被描述为连接部34是两个，但是连接部34可以是三个以上。

在上述实施方式的情况下，虽然被描述为使用作为动力的电源和作为动力供应通路的线缆，并且连接器部38电连接。然而，本发明不限于此。例如，作为动力可以使用用于压送水、气体等流体的泵。在这种情况下，作为动力供应通路和工具侧动力供应通路可以使用管，并且连接器部可以使用管接头。

虽然被描述为工具更换装置10在接合面的中央具有连接器部38，但是可以夹着接合面的中央对称地设置多个连接器部38。

附图标记说明

10：工具更换装置

12：工业机器人(设备)

14：臂(主体)

16：凸形部件

16a、20a：接合面

18：工具

20：凹形部件

34：连接部

38：连接器部

46：第一分配流路

48：第二分配流路

50：第一气体引入口

54：第二气体引入口