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WO2019181779A1 - チャックの爪交換用ハンド、チャックの爪自動交換方法及び爪自動交換システム - Google Patents

チャックの爪交換用ハンド、チャックの爪自動交換方法及び爪自動交換システム Download PDF

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Publication number
WO2019181779A1
WO2019181779A1 PCT/JP2019/010805 JP2019010805W WO2019181779A1 WO 2019181779 A1 WO2019181779 A1 WO 2019181779A1 JP 2019010805 W JP2019010805 W JP 2019010805W WO 2019181779 A1 WO2019181779 A1 WO 2019181779A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
claw
hand
chuck
replacement
nail
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/010805
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
永翁 博
和也 川脇
Original Assignee
豊和工業株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 豊和工業株式会社 filed Critical 豊和工業株式会社
Priority to EP19770913.2A priority Critical patent/EP3769884A4/en
Priority to CN201980020544.5A priority patent/CN111902233B/zh
Priority to US16/982,756 priority patent/US20210008644A1/en
Priority to KR1020207028854A priority patent/KR102481088B1/ko
Publication of WO2019181779A1 publication Critical patent/WO2019181779A1/ja

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B31/00Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02Chucks
    • B23B31/39Jaw changers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B31/00Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02Chucks
    • B23B31/10Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/12Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable
    • B23B31/16Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable moving radially
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2260/00Details of constructional elements
    • B23B2260/128Sensors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T483/00Tool changing
    • Y10T483/17Tool changing including machine tool or component
    • Y10T483/1702Rotating work machine tool [e.g., screw machine, lathe, etc.]
    • Y10T483/1707Tool having specific mounting or work treating feature
    • Y10T483/171Workpiece holder [e.g., chuck or chuck jaw, collet, etc.]

Definitions

  • the present invention relates to a chuck claw replacement hand for automatically replacing a chuck claw used in a machine tool, a chuck claw automatic replacement method, and a claw automatic replacement system.
  • Patent Document 1 discloses a claw between a cassette on the machine tool side and a stocker holding a plurality of chuck claws, and between a cassette and a chuck indexed at a claw exchange position. A technique of a robot hand for performing exchange is disclosed.
  • Patent Document 2 a nut runner hand and a jaw hand that are selectively provided at the tip of a robot arm are used, and a tool for a jaw is provided on a tool spindle, and the robot arm and the tool spindle are jointly used.
  • a technique of an automatic changing system that changes a nail is disclosed.
  • the claw When a robot arm or the like is used as a transfer device as in the prior art described above, the claw can be transferred at the shortest distance to the mounting groove formed on the chuck.
  • the claw in order to accurately position and move the claw at the inlet of the mounting groove Requires high accuracy.
  • it in actual operation, if it is affected by a position change due to a temperature change or a decrease in the repeatability of each device, it may be twisted when inserted into the mounting groove, making it difficult to insert the nail.
  • an object of the present invention is to provide a chuck claw replacement hand, a chuck claw automatic replacement method, and a claw automatic replacement system that can attach and detach a claw according to changes in the surrounding environment. is there.
  • the present invention is a chuck claw replacement hand that is attached to a conveying device and attaches and detaches a claw to a mounting groove provided in a chuck of a machine tool.
  • a claw replacement hand comprising: a compliance device that attaches the hand unit to the transport device and allows relative displacement between the transport device and the hand unit; I will provide a.
  • a claw lock confirmation device for confirming a locked / unlocked state of the claw by a lock mechanism provided in the chuck when the claw is removed from the mounting groove; You may do it.
  • the lock mechanism includes a displacement member that is displaced according to the locked / unlocked state of the claw
  • the claw lock confirmation device includes a sensor that detects a position of the displacement member. You may do it.
  • the sensor is contact type, You may do it.
  • the present invention also provides: Attaching the above-described chuck claw replacement hand to the transport device;
  • a chuck claw automatic replacement method comprising: a step of attaching and detaching the claw from the mounting groove provided in the chuck of the machine tool, I will provide a.
  • the present invention provides The above-mentioned chuck claw replacement hand,
  • the chuck of the machine tool provided with the mounting groove;
  • a chuck claw characterized in that at least one of the mounting groove and the claw is provided with a guide portion for guiding the claw to an inlet of the mounting groove when the claw is inserted into the mounting groove.
  • Automatic exchange system I will provide a.
  • FIG. 2A It is a front view which shows the nail
  • exchange hand is a figure shown from the back. It is a front view which shows the nail
  • FIG. 1 It is a side view which shows the state which hold
  • FIG. It is a perspective view which shows the holding nail of form 1.
  • FIG. It is a side view which shows the state which positioned the nail
  • FIG. It is explanatory drawing which shows the state which makes a nail
  • FIG. It is explanatory drawing which shows the displacement state by a compliance apparatus, Comprising: A chuck
  • FIG. 1 is a front view of an automatic chuck claw exchange system in a machine tool body such as an NC lathe
  • FIG. 2A is a front view of a claw exchange hand alone.
  • the chuck claw automatic replacement system is a system for attaching and detaching the claw to the mounting groove provided on the chuck of the machine tool.
  • the chuck nail automatic replacement system 200 includes the chuck 1 of the machine tool 100, a nail replacement hand 20, and a transport device to which the nail replacement hand 20 is attached.
  • the chuck 1 is provided at the tip of a main shaft (not shown) provided in the machine body, and has a chuck body 2 having a circular shape when viewed from the front.
  • the chuck body 2 has three master jaws 3, 3... (Only one is shown in FIG. 5) that moves in the radial direction by a forward and backward movement of a plunger (not shown) provided at the shaft center, and a chuck on the front side of each master jaw 3.
  • Three radial mounting grooves 4, 4... That open from the front surface to the peripheral surface of the main body 2, and whose rear side has a wider cross-sectional convex shape than the front side opening, and three claws that are mounted in each mounting groove 4 5,5 ... are provided.
  • the claw 5 includes a base jaw 6 having the same cross-sectional shape as the mounting groove 4 and a top jaw 8 fixed to the front surface of the base jaw 6 with bolts 7, 7.
  • the base jaw 6 fitted and inserted in the mounting groove 4 is locked to the master jaw 3 by being locked by a lock mechanism 13 provided in the master jaw 3.
  • the lock mechanism 13 includes a lock member 14, and the lock member 14 has an engaging portion 14 a that engages with the base jaw 6.
  • the lock member 14 receives a force from an external device such as a robot arm or a driving unit and moves to the base jaw 6 side, and the engaging portion 14a engages with the engaged portion 6a of the base jaw 6. To do.
  • each master jaw 3 moves to the axial center side and moves the claw 5 integrally to clamp the workpiece.
  • each master jaw 3 moves to the outer peripheral side and moves the workpiece. Unclamp.
  • the lock mechanism 13 provided in each master jaw 3 includes a rod-like displacement member 15 that is displaced according to the locked / unlocked state of the base jaw 6.
  • the displacement member 15 is provided in a protruding state from the chuck body 2.
  • the displacement member 15 is pushed up by the lock member 14 (see FIG. 4) as shown by the upper claw 5 in FIG. It protrudes long outward in the radial direction of the main body 2.
  • the displacement member 15 falls into the concave portion 14b of the lock member 14 as shown by the two left and right claws 5 and 5 in FIG.
  • the chuck body 2 is retracted inward in the radial direction up to a position exceeding.
  • a robot arm 12 As a transfer device is used.
  • the robot arm 12 is an articulated type composed of a plurality of arms, and a claw replacement hand 20 is provided at the tip of the robot arm 12.
  • the robot arm 12 is configured to put in and out the claw 5 held by the hand portion 24 with respect to the mounting groove 4 provided in the chuck 1.
  • the robot arm 12 side is the rear.
  • the claw replacement hand 20 is attached to the robot arm 12 and used to attach and detach the claw 5 to and from the attachment groove 4 provided in the chuck 1 of the machine tool 100.
  • the claw replacement hand 20 includes a shaft portion 21 that is attached to the tip of the robot arm 12 coaxially with the rotation shaft at the tip of the arm, a side-view-side-down bracket 22 that is attached to the front end of the shaft portion 21, and a bracket.
  • a compliance device 23 attached downward to 22 and a hand portion 24 attached to the compliance device 23 and capable of gripping the claw 5 are provided.
  • the bracket 22 has a vertical plate portion 25 fixed orthogonally to the shaft portion 21 and a horizontal plate portion 26 protruding forward from the upper end of the vertical plate portion 25.
  • a plunger 27 having a pressing portion 28 that protrudes and urges forward is fixed forward in the center of the vertical plate portion 25, and a contactor 30 that protrudes forward is provided below the plunger 27.
  • a contact-type sensor 29 as a claw lock confirmation device provided with is fixed forward.
  • the compliance device 23 is configured to attach the hand unit 24 to the robot arm 12, and is configured to allow relative displacement between the robot arm 12 and the hand unit 24.
  • the compliance device 23 is interposed between the body 35 attached to the lower surface of the horizontal plate portion 26 of the bracket 22, the base 36 to which the hand portion 24 is attached via the bracket plate 37, and the body 35 and the base 36.
  • a compliance mechanism 38 that allows relative displacement between the body 35 and the base 36.
  • the compliance mechanism unit 38 includes a return mechanism that returns the displaced body 35 and base 36 to the origin position, and a compliance lock mechanism that regulates relative displacement between the body 35 and the base 36 at the origin position.
  • the compliance device 23 may be configured as shown in FIG. 2C.
  • 2C includes a piston 38a interposed between the body 35 and the base 36, and a compressed fluid (for example, compressed air) provided on one side of the piston 38a (the body 35 side). Is supplied to the piston chamber 38b.
  • the piston 38a is connected to the base 36 by a spring 38c.
  • the piston 38a is provided with a first holding portion 38d, and a steel ball 38e is interposed between the first holding portion 38d and the base 36.
  • a second holding part 38f is provided between the steel ball 38e and the base 36, and the steel ball 38e is held by the first holding part 38d and the second holding part 38f.
  • the body 35 includes a body annular portion 38g provided on the outer peripheral side of the holding portions 38d and 38f and the steel ball 38e.
  • the body annular portion 38g includes a first contact surface 38h provided at the lower portion thereof.
  • the base 36 includes a second abutting surface 38j that can abut on the first abutting surface 38h, and a base annular portion 38k provided on the outer peripheral side of the body annular portion 38g.
  • the hand portion 24 includes a main body 40 fixed forward to the bracket plate 37 and a pair of left and right gripping claws 41, 41 provided at the front portion of the main body 40, and is suspended from the bracket 22 via the compliance device 23. It is supported.
  • a circular recess 42 facing the plunger 27 is formed on the rear surface of the main body 40, and the pressing unit 28 of the plunger 27 abuts on the center of the circular recess 42, so that the main body is suspended and supported by the compliance device 23. 40 excessive shaking is regulated.
  • a guide groove 43 extending in the left-right direction is formed on the front surface of the main body 40.
  • the gripping claw 41 includes a slide part 44 that is slidably connected to the main body 40 and a claw part 45 that is connected downward from the slide part 44.
  • the slide portion 44 is a fitting portion 46 fitted into the guide groove 43 of the main body 40, and the fitting portions 46 provided on the left and right sides with respect to the plunger 27.
  • a support portion 47 that protrudes forward from an intermediate portion of the fitting portion 46, and is formed in a T shape in plan view (see FIG. 2B).
  • the left and right fitting portions 46, 46 can be slid in the opposite direction in synchronization with a drive portion 44a (see FIG. 2B) provided in the main body 40. For example, as shown in FIG.
  • the drive unit 44 a includes a piston 44 b that is pneumatically driven, and a pair of link mechanisms 44 c that couple the piston 44 b and the slide unit 44. With such a configuration, the slide portions 44 and 44 can be slid in the opposite direction by driving the drive portion 44a.
  • the claw portion 45 has a plate shape in which an upper end is connected to the left and right outer surfaces of the support portion 47 of the slide portion 44 and hangs downward, and a protrusion 48 is provided at a position closer to the lower end in front of each other. Projected to the side. The tip of each projection 48 is formed in a taper shape whose vertical width becomes narrower toward the tip.
  • the claw portions 45, 45 are inserted into the recesses 11, 11 of the gripping block 10 of the base jaw 6 by the slide of the slide portions 44, 44, respectively, and are clamped to clamp the gripping block 10 from the left and right.
  • the protrusions 48 are separated from the left and right side surfaces of the holding block 10 and can be opened and closed between the unclamping positions where the protrusions 48 are removed from the recesses 11, 11.
  • the robot arm 12 With the robot arm 12, the height at which the contact 30 of the sensor 29 is positioned above the gripping block 10 with the claw replacement hand 20 in the unclamped position of the claw portions 45, 45 of the hand portion 24. Then, the chuck body 2 is approached from the front. At this time, if the displacement member 15 is in the unlocked position, as shown in FIG. 3, the contact 30 contacts the displacement member 15, so that the unlocked state of the claw 5 can be confirmed by the detection signal from the sensor 29.
  • the claw replacement hand 20 is moved by the robot arm 12 to a height at which the claw portions 45, 45 are positioned on the front outer side of the recesses 11, 11 of the gripping block 10.
  • 45 protrusions 48 are positioned outside the recesses 11, 11.
  • the base jaw 6 can be smoothly extracted from the mounting groove 4. And if the nail
  • the claw 5 is transported above the chuck body 2 by the robot arm 12.
  • the body 35 and the base 36 are fixed at the origin position by the compliance lock mechanism of the compliance mechanism section 38, and the wobbling of the claw 5 at the time of conveyance is regulated.
  • the claw 5 is positioned at a position where the base jaw 6 is on the upper extension of the mounting groove 4.
  • the fixation of the body 35 and the base 36 of the compliance mechanism 38 is released.
  • the base 36 is moved into the mounting groove 4 smoothly by the compliance mechanism 38 of the compliance device 23 because the base 36 is displaced together with the hand portion 24 with respect to the body 35 to correct the position. Can be inserted into.
  • the claw 5 is locked by the lock mechanism 13 of the master jaw 3.
  • the claw parts 45, 45 of the hand part 24 are slid to the unclamping position together with the slide part 44 to unclamp the claw 5, and then the nail replacement hand 20 is raised.
  • the part 24 is separated from the chuck body 2. In this way, the claw 5 to be replaced is attached to the attachment groove 4 provided in the chuck 1 of the machine tool 100.
  • All the claws 5 can be replaced by repeating the above procedure by rotating the chuck body 2 and indexing the mounting grooves 4 in order.
  • the relative movement between the robot arm 12 and the hand unit 24 in the attached state to the robot arm 12 is achieved.
  • the compliance device 23 that allows the displacement, the claw 5 can be attached and detached reliably in conformity to surrounding environmental changes such as a temperature change and a positional shift caused by a decrease in the repeatability of each device.
  • a claw lock confirmation device for confirming the locked / unlocked state of the claw 5 by the lock mechanism 13 provided in the chuck 1 when the claw 5 is removed from the mounting groove 4 is provided in the hand portion 24. Since it is provided, it is possible to avoid the possibility of the removal operation being performed while the claw 5 is locked.
  • the lock mechanism 13 includes a displacement member 15 that is displaced according to the locked / unlocked state of the claw 5, and the claw lock confirmation device includes a sensor 29 that detects the position of the displacement member 15. For this reason, the locked / unlocked state of the claw 5 can be easily confirmed using the displacement member 15 of the lock mechanism 13.
  • the sensor 29 is a contact type, the displacement of the displacement member 15 can be reliably detected.
  • the load on the sensor 29 can be reduced even when the posture of the nail 5 to be contacted is bad, and the risk of damage can be eliminated. . Therefore, even a sensor whose tip moves only in one direction can be used.
  • claw 5 when the nail
  • the holding block 10 provided with the recessed part 11 was integrally provided in the nail
  • the holding block 10 may be abbreviate
  • the compliance device 23 is suspended and supported by the robot arm 12 facing forward via the shaft portion 21 and the bracket 22, and the hand portion 24 is supported forward via the compliance device 23.
  • the compliance device 23 is suspended and supported at the lower end of the downward robot arm 12, and the hand unit 24 ⁇ / b> A is supported downward via the compliance device 23. Yes.
  • the hand portion 24 ⁇ / b> A here includes a main body 50 fixed downward to the bracket plate 37, a front support plate 51 provided on the front side of the main body 50, a rear support plate 52 provided on the back side of the main body 50, and a main body 50, gripping claws 53, 53 provided on both the left and right sides.
  • the sensor 29 is fixed downward from the bracket plate 37 behind the rear support plate 52.
  • the front support plate 51 has an inverted L-shape in a side view when the upper end is fixed to the front surface of the main body 50 and the lower end extends in front of the main body 50 in parallel with the main body 50.
  • a pressing rod 54 that contacts the upper surface of the top jaw 8 of the claw 5 is provided downward.
  • a support guide 55 that abuts against the front surface of the top jaw 8 is provided on the back surface of the lower end of the front support plate 51.
  • the rear support plate 52 has an L shape that is fixed to the back surface of the main body 50 and has a lower end that extends rearward below the main body 50, and contacts the upper surface of the base jaw 6 of the claw 5 at the lower end.
  • a pair of left and right holding bolts 56, 56 are screwed downward.
  • the gripping claws 53 are respectively fitted in a pair of guide grooves 57 provided on the left and right sides of the main body 50, and can slide downward from the side surface of the main body 50 in the left-right direction, and are fixed to the lower surface of the slide portion 58 and face downward.
  • a claw portion 59 that hangs down and has protrusions 60 formed on the surfaces facing each other is provided.
  • the left and right slide portions 58 are slidable in opposite directions in synchronization with a drive portion 44a (see FIG. 2B) provided in the main body 50.
  • the left and right claw portions 59, 59 are inserted into the recesses 11, 11 with the projections 60, 60 provided directly on the left and right side surfaces of the base jaw 6, respectively, and the clamp position for clamping the base jaw 6 from the left and right,
  • the protrusions 60, 60 can be opened and closed between the unclamping positions where the protrusions 60, 60 are removed from the recesses 11, 11 apart from the left and right side surfaces of the base jaw 6.
  • the chuck body 2 is indexed to the rotational position where the claw 5 to be taken out is on the upper side, and the lock mechanism of the master jaw 3. 13 is released. At this time, the displacement member 15 protrudes to the unlock position.
  • the claw replacement hand 20 is moved by the robot arm 12 above the chuck body 2 with the claw portions 59, 59 of the hand portion 24A in the unclamping position, and as shown in FIG.
  • the contact 30 of the sensor 29 is positioned directly above the displacement member 15.
  • the support guide 55 of the front support plate 51 interferes with the front surface of the top jaw 8, but here the contact is avoided by allowing the support guide 55 to enter the bolt hole 16 into which the bolt 7 is screwed. Backward movement is allowed.
  • the contact 30 contacts the displacement member 15, so that the unlocked state of the claw 5 can be confirmed by the detection signal from the sensor 29.
  • the robot arm 12 moves the claw replacement hand 20 forward and then downwards, so that the holding rod 54 of the hand portion 24A is moved to the top jaw 8 as shown in FIG.
  • the holding bolts 56 are brought into contact with the upper surface of the base jaw 6, and the support guide 55 is stopped at a position where the support guide 55 comes into contact with the front surface of the top jaw 8.
  • an abutment piece 17 that abuts the contact 30 and confirms the stop position may be provided on the upper end of the base jaw 6.
  • the base jaw 6 can be smoothly extracted from the mounting groove 4. And if the nail
  • the claw 5 is transported above the chuck body 2 by the robot arm 12.
  • the body 35 and the base 36 are fixed at the origin position by the compliance lock mechanism of the compliance mechanism section 38, and the wobbling of the claw 5 at the time of conveyance is regulated.
  • the claw 5 is positioned at a position where the base jaw 6 is on the upper extension of the mounting groove 4.
  • the fixation of the body 35 and the base 36 of the compliance mechanism 38 is released.
  • the base 36 is moved into the mounting groove 4 smoothly because the compliance mechanism 38 of the compliance device 23 displaces the base 36 together with the hand portion 24 ⁇ / b> A with respect to the body 35. Can be inserted into.
  • the claw 5 is locked by the lock mechanism 13 of the master jaw 3.
  • the claw portions 59, 59 of the hand portion 24 ⁇ / b> A are slid to the unclamping position to unclamp the claw 5.
  • 9 is separated from the main body 2 to be in the state shown in FIG. In this way, the claw 5 to be replaced is attached to the attachment groove 4 provided in the chuck 1 of the machine tool 100.
  • All the claws 5 can be replaced by repeating the above procedure by rotating the chuck body 2 and indexing the mounting grooves 4 in order.
  • the compliance device 23 that allows for this, the claw 5 can be reliably attached and detached in conformity to surrounding environmental changes such as temperature changes and positional shifts due to a decrease in the repeatability of each device.
  • claw lock confirmation apparatus sensor 29
  • claw 5 was locked can be avoided.
  • the first guide (support guide 55) that contacts the claw 5 in the front-rear direction of the chuck 1 and positions the claw 5 in the front-rear direction and the claw 5 in the insertion direction into the mounting groove 4 are provided on the hand portion 24A.
  • a positioning portion comprising a second guide (pressing rod 54 and pressing bolt 56) for positioning the claw 5 in the insertion direction, so that the claw 5 is positioned in two directions and the claw by the hand portion 24A. 5 can be stabilized, and a smoother exchange is possible.
  • the gripping force at the hand portion 24A can be reduced.
  • one holding rod 54 and two holding bolts 56 and 56 are provided in the front and rear as the second guide, but the number and shape are not limited to this, and one or two in the front and rear are provided.
  • a plate body or a block body may be employed instead of the rod or bolt.
  • the second guide is not limited to both front and rear, and may be only one of them.
  • the first guide is not limited to one support guide 55, and a plurality of first guides may be provided on the top and bottom, left and right, or the shape may be changed.
  • the concave portion 11 held by the hand portion 24A is provided on the side surface of the base jaw 6.
  • the holding block 10 as in the first embodiment may be used.
  • the form of the sensor 29 of the nail lock confirmation device can be changed as appropriate, and a touch probe or the like can also be adopted.
  • a contact type sensor but also a non-contact type sensor such as a proximity sensor can be used, and not only a sensor but also a micro switch or the like can be used.
  • a sensor or the like not only the structure having the displacement member 15 but also a component that is displaced in the locked / unlocked state on the lock mechanism 13 side can be confirmed by a sensor or the like.
  • the claw lock confirmation device does not use the sensor 29 or the like, but outputs a signal corresponding to the locked / unlocked state on the chuck control device side and confirms the locked state based on the signal on the conveying device side. Is also included.
  • the inclined surfaces 9 and 9 as the guide portions are provided on the claw 5 side (base jaw 6).
  • an inclined surface may be provided on the inlet side of the mounting groove 4, and the claw 5 and the inlet of the mounting groove 4 may be provided.
  • the guide portion is not limited to an inclined surface, and a curved surface or the like can also be employed.
  • the mounting groove 4 is indexed upward and the claw 5 is exchanged.
  • the claw 5 is not limited to the upper side. Exchange is possible.
  • the claw 5 is removed and attached to the chuck 1 one by one in order.
  • the claw 5 is removed by the robot arm 12 or the like. There is no problem even as a procedure for performing the attachment continuously.
  • the transfer device is not limited to the robot arm 12 but may be a loader or an arm provided exclusively for replacement.
  • a lathe turret can also be used as a transfer device.

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Abstract

チャックの爪交換用ハンドは、搬送装置に取り付けられて工作機械のチャックに設けた取付溝に爪を着脱するように構成されている。この爪交換用ハンドは、爪を把持可能なハンド部と、ハンド部を搬送装置へ取り付けて、搬送装置とハンド部との間の相対的な変位を許容するコンプライアンス装置と、を備える。

Description

チャックの爪交換用ハンド、チャックの爪自動交換方法及び爪自動交換システム
 本発明は、工作機械に用いられるチャックの爪を自動交換するためのチャックの爪交換用ハンド、チャックの爪自動交換方法及び爪自動交換システムに関する。
 工作機械に用いられるチャックにおいて、例えばワークを把持する爪は、ワークの形状や大きさに応じて部品として複数準備されており、ワークに応じて爪を交換する必要が生じた場合には、爪交換装置によって自動交換される。この爪交換装置として、例えば特許文献1には、工作機械側のカセットと、複数のチャック爪を保持するストッカーとの間と、爪交換位置に割り出されたカセットとチャックとの間で爪の交換を行うロボットハンドの技術が開示されている。
 また、特許文献2には、ロボットアームの先端へ選択的に装備されるナットランナーハンドとジョーハンドとを用い、工具主軸にジョー用工具を装備させて、ロボットアームと工具主軸とで共同して爪を交換するようにした自動交換システムの技術が開示されている。
特開平6-99303号公報 特許第4955522号公報
 上記従来技術のように搬送装置としてロボットアーム等を用いると、チャックに形成された取付溝に対して爪を最短距離で搬送できるが、取付溝の入口に爪を正確に位置決めして移動させるためには高い精度が要求される。しかし、実際の動作においては、温度変化や各装置の繰り返し精度の低下による位置ずれの影響を受けると、取付溝への挿入時にこじれが生じ、爪の挿入が困難になる場合がある。
 そこで、本発明は、周りの環境変化に対し順応して爪を着脱することができるチャックの爪交換用ハンド、チャックの爪自動交換方法及び爪自動交換システムを提供することを目的としたものである。
 本発明は、搬送装置に取り付けられて、工作機械のチャックに設けられた取付溝に爪を着脱するチャックの爪交換用ハンドであって、
 前記爪を把持可能なハンド部と、
 前記ハンド部を前記搬送装置へ取り付けて、前記搬送装置と前記ハンド部との間の相対的な変位を許容するコンプライアンス装置と、を備えることを特徴とする爪交換用ハンド、
を提供する。
 上述したチャックの爪交換用ハンドにおいて、
 前記取付溝から前記爪を取り外す際に、前記チャックに設けられたロック機構による前記爪のロック/アンロック状態を確認する爪ロック確認装置を更に備える、
ようにしてもよい。
 上述したチャックの爪交換用ハンドにおいて
 前記ロック機構は、前記爪のロック/アンロック状態に応じて変位する変位部材を備え、
 前記爪ロック確認装置は、前記変位部材の位置を検出するセンサを含む、
ようにしてもよい。
 上述したチャックの爪交換用ハンドにおいて、
 前記センサは接触式である、
ようにしてもよい。
 また、本発明は、
 上述したチャックの爪交換用ハンドを前記搬送装置に取り付ける工程と、
 前記工作機械の前記チャックに設けられた前記取付溝から前記爪を着脱する工程と、を備えることを特徴とするチャックの爪自動交換方法、
を提供する。
 さらに、本発明は、
 上述したチャックの爪交換用ハンドと、
 前記取付溝が設けられた前記工作機械の前記チャックと、
 前記爪交換用ハンドが取り付けられて、前記取付溝に対して前記爪を出し入れする搬送装置と、を備え、
 前記取付溝と前記爪との少なくとも一方に、前記爪が前記取付溝に挿入される際に前記爪を前記取付溝の入口に案内するガイド部が設けられていることを特徴とするチャックの爪自動交換システム、
を提供する。
 本発明によれば、周りの環境変化に対し順応して爪を着脱することができる。
形態1のチャックの爪自動交換システムを示す正面図であって、爪交換用ハンドは背面から示す図である。 形態1の爪交換用ハンドを示す正面図である。 図2Aに示すスライド部をスライドさせる駆動部を示す図である。 図2Aに示すコンプライアンス装置のロック状態における模式断面図である。 図2Cに示すコンプライアンス装置のアンロック状態における模式断面図である。 形態1の爪交換用ハンドで爪のロック/アンロックを確認している状態を示す側面図である。 形態1の爪交換用ハンドで爪を把持した状態を示す側面図である。 形態1の爪交換用ハンドで交換用の爪を取付溝の上方に位置決めした状態を示す正面図であって、爪交換用ハンドは背面から示す図である。 形態1の爪交換用ハンドで交換用の爪を取付溝の上方に位置決めした状態を示す側面図である。 形態1の把持爪を示す斜視図である。 形態1において爪を取付溝の入口に嵌合させる状態を示す説明図であって、チャック本体は取付溝の位置における横断面で示し、爪交換用ハンド及び爪は一部を省略している説明図である。 コンプライアンス装置による変位状態を示す説明図であって、チャック本体は取付溝の位置における横断面で示し、爪交換用ハンド及び爪は一部を省略している説明図である。 形態2のチャックの爪自動交換システムを示す正面図である。 形態2の爪交換用ハンドを示す背面図である。 形態2の爪交換用ハンドで爪のロック/アンロックを確認している状態を示す側面図である。 形態2の爪交換用ハンドで爪を把持した状態を示す側面図である。 形態2の爪交換用ハンドで交換用の爪を取付溝の上方に位置決めした状態を示す正面図である。 形態2の爪交換用ハンドで交換用の爪を取付溝の上方に位置決めした状態を示す側面図である。 形態2において爪を取付溝の入口に嵌合させる状態を示す説明図であって、チャック本体は取付溝の位置における横断面で示し、爪交換用ハンド及び爪は一部を省略している説明図である。 コンプライアンス装置による変位状態を示す説明図であって、チャック本体は取付溝の位置における横断面で示し、爪交換用ハンド及び爪は一部を省略している説明図である。
 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
 [形態1]
 図1は、NC旋盤等の工作機械の機体内におけるチャックの爪自動交換システムの正面図、図2Aは爪交換用ハンドを単独で見た正面図である。
 チャックの爪自動交換システムは、工作機械のチャックに設けた取付溝に爪を着脱するためのシステムである。このチャックの爪自動交換システム200は、工作機械100のチャック1と、爪交換用ハンド20と、爪交換用ハンド20が取り付けられる搬送装置とを備えている。
 チャック1は、機体内に設けた図示しない主軸の先端に設けられ、正面視が円形状のチャック本体2を有する。チャック本体2は、軸心に設けた図示しないプランジャの進退動によって放射方向へ移動する3つのマスタジョー3,3・・(図5に1つのみ図示)と、各マスタジョー3の前側でチャック本体2の前面から周面にかけて開口し、後側が前側の開口よりも幅広の横断面凸字状となる3つの放射状の取付溝4,4・・と、各取付溝4に取り付けられる3つの爪5,5・・とを備えている。
 爪5は、横断面形状が取付溝4と同形のベースジョー6と、ベースジョー6の前面にボルト7,7・・で固定されるトップジョー8とを含んでいる。取付溝4に嵌合して挿入されたベースジョー6が、マスタジョー3内に設けられたロック機構13にロックされることで、マスタジョー3に固定される。例えば、図4に示すように、ロック機構13は、ロック部材14を備えており、ロック部材14は、ベースジョー6に係合する係合部14aを有している。ロック状態では、ロック部材14が、ロボットアームなどの外部装置または駆動部からの力を受けてベースジョー6の側に移動して係合部14aがベースジョー6の被係合部6aに係合する。アンロック状態では、ロック部材14が、上記力から解放されてばね力でベースジョー6から離れる方向に移動し、係合が解除される。ベースジョー6において、取付溝4への挿入状態でチャック本体2の中心側となる端部には、左右幅を端部側へ先細りとするガイド部としての傾斜面9,9が形成されている。また、ベースジョー6の上部には、トップジョー8よりも上方へ突出する把持ブロック10が固定されており、把持ブロック10の左右の側面には、後述する爪交換用ハンド20によるクランプ用の凹部11,11が、深くなるほど上下幅が狭くなるテーパ状に凹設されている。
 ここではプランジャが後退すると、各マスタジョー3が軸心側へ移動して爪5を一体に移動させてワークをクランプし、プランジャが前進すると、各マスタジョー3が外周側へ移動してワークをアンクランプする。
 一方、各マスタジョー3に設けたロック機構13は、ベースジョー6のロック/アンロック状態に応じて変位する棒状の変位部材15を備えている。変位部材15は、チャック本体2から突出状態で設けられている。この変位部材15は、ベースジョー6のアンロック状態では、図1の上側の爪5で示すように、ロック部材14(図4参照)に押し上げられて、正面視で把持ブロック10を越えてチャック本体2の径方向外側へ長く突出する。一方、変位部材15は、ベースジョー6のロック状態では、図1の下側左右の2つの爪5,5で示すように、ロック部材14の凹部14bに落ち込み、正面視で把持ブロック10を僅かに越える位置までチャック本体2の径方向内側へ引っ込むようになっている。
 爪5の交換には、搬送装置としてのロボットアーム12が用いられる。このロボットアーム12は、複数のアームからなる多関節型で、ロボットアーム12の先端には、爪交換用ハンド20が設けられている。ロボットアーム12は、チャック1に設けられた取付溝4に対して、ハンド部24に把持された爪5を出し入れするように構成されている。なお、爪交換用ハンド20単独の説明では、ロボットアーム12側を後方とする。
 爪交換用ハンド20は、ロボットアーム12に取り付けられて、工作機械100のチャック1に設けた取付溝4に爪5を着脱するために使用される。この爪交換用ハンド20は、ロボットアーム12の先端に、アーム先端の回転軸と同軸で取り付けられる軸部21と、軸部21の前端に取り付けられる側面視倒L字状のブラケット22と、ブラケット22へ下向きに取り付けられるコンプライアンス装置23と、コンプライアンス装置23に取り付けられて、爪5を把持可能なハンド部24とを備えている。
 ブラケット22は、軸部21と直交状に固定される縦板部25と、縦板部25の上端から前方へ突出する横板部26とを有する。縦板部25の中央には、図3に示すように、前方へ突出付勢される押圧部28を備えたプランジャ27が前向きに固定され、その下側には、前方へ突出する接触子30を備えた爪ロック確認装置としての接触式のセンサ29が、前向きに固定されている。
 コンプライアンス装置23は、ハンド部24をロボットアーム12に取り付けるように構成されており、ロボットアーム12とハンド部24との間の相対的な変位を許容するように構成されている。このコンプライアンス装置23は、ブラケット22の横板部26の下面に取り付けられるボディ35と、ブラケット板37を介してハンド部24が取り付けられるベース36と、ボディ35とベース36との間に介在されてボディ35及びベース36の相対的な変位を許容するコンプライアンス機構部38とを備えている。コンプライアンス機構部38は、変位したボディ35とベース36とを原点位置に復帰させる復帰機構と、原点位置でボディ35とベース36との相対的な変位を規制するコンプライアンスロック機構とを備えている。
 例えば、コンプライアンス装置23は、図2Cに示すような構成としてもよい。図2Cに示すコンプライアンス機構部38は、ボディ35とベース36との間に介在されたピストン38aと、ピストン38aの一側(ボディ35の側)に設けられた、圧縮流体(例えば、圧縮空気)が供給されるピストン室38bと、を含んでいる。ピストン38aは、ベース36とばね38cで連結されている。また、ピストン38aに、第1保持部38dが設けられており、この第1保持部38dとベース36との間に鋼球38eが介在されている。鋼球38eとベース36との間には、第2保持部38fが設けられており、第1保持部38dと第2保持部38fとによって鋼球38eが保持されている。また、ボディ35は、保持部38d、38fおよび鋼球38eよりも外周側に設けられたボディ環状部38gを含んでいる。このボディ環状部38gは、その下部に設けられた第1当接面38hを含んでいる。ベース36は、この第1当接面38hに当接可能な第2当接面38jと、ボディ環状部38gよりも外周側に設けられたベース環状部38kと、を含んでいる。
 図2Cに示すロック状態では、ピストン室38bに圧縮流体が供給されて、ボディ環状部38gが相対的に上昇してベース環状部38kに下方から当接する。このことにより、ボディ35とベース36との相対的な変位が規制される。一方、図2Dに示すアンロック状態では、ピストン室38bに圧縮流体が供給されず、ボディ環状部38gがベース環状部38kに対して相対的に下方に移動し、ボディ環状部38gがベース環状部38kから離間する。このことにより、ボディ35とベース36とは、3次元方向および中心軸線を中心にした回転方向に相対的な変位が許容可能になる。
 ハンド部24は、ブラケット板37へ前向きに固定される本体40と、本体40の前部に設けられる左右一対の把持爪41,41とを備えて、コンプライアンス装置23を介してブラケット22から吊り下げ支持されている。
 本体40の後面には、プランジャ27に対向する円形凹部42が形成されており、この円形凹部42の中心にプランジャ27の押圧部28が当接することで、コンプライアンス装置23で吊り下げ支持される本体40の過度な揺れを規制している。また、本体40の前面には、左右方向に延びるガイド溝43が形成されている。
 次に、把持爪41は、本体40へスライド可能に連結されるスライド部44と、スライド部44から下向きに連結される爪部45とを備える。スライド部44は、図2A,3及び図7に示すように、本体40のガイド溝43に嵌合する嵌合部46であって、プランジャ27に対して左右両側に設けられた嵌合部46と、嵌合部46の中間部位から前方へ突出する支持部47とを含み、平面視T字状に形成されている(図2B参照)。左右の嵌合部46,46は、本体40内に設けた駆動部44a(図2B参照)によって同調して相反方向へスライド可能となっている。駆動部44aは、例えば、図2Bに示すように、空圧駆動されるピストン44bと、ピストン44bとスライド部44とを連結する一対のリンク機構44cと、を含んでいる。このような構成により、駆動部44aを駆動させることにより、スライド部44,44を相反方向へスライドさせることができる。
 爪部45は、スライド部44の支持部47の左右の外面に上端が連結されて下向きに垂下する板状で、互いの対向面の下端前寄りの位置には、突起48が、互いの相手側へ向けて突設されている。各突起48の先端は、先端へ行くほど上下幅が狭くなるテーパ状に形成されている。この爪部45,45は、スライド部44,44のスライドにより、突起48,48がベースジョー6の把持ブロック10の凹部11,11にそれぞれ挿入して把持ブロック10を左右から挟持するクランプ位置と、把持ブロック10の左右の側面から離れて突起48,48が凹部11,11から抜き取られるアンクランプ位置との間で開閉動作可能となっている。
 以上の如く構成された工作機械100において、チャック1から爪5を取り外す際には、図1に示すように、取り出す爪5が上側となる回転位置にチャック本体2を割り出してマスタジョー3のロック機構13を解除した状態とする。このとき変位部材15はアンロック位置に突出している。
 次に、ロボットアーム12によって、爪交換用ハンド20を、ハンド部24の爪部45,45をアンクランプ位置とした状態で、センサ29の接触子30が把持ブロック10の上側に位置する高さでチャック本体2に前方から接近させる。このとき、変位部材15がアンロック位置であれば、図3に示すように、接触子30が変位部材15に当接するため、センサ29からの検出信号によって爪5のアンロック状態が確認できる。
 アンロック状態を確認したら、ロボットアーム12によって、爪交換用ハンド20を、爪部45,45が把持ブロック10の凹部11,11の前方外側に位置する高さに移動させて、爪部45,45の突起48,48を凹部11,11の外側に位置させる。
 その後、スライド部44とともに爪部45,45をクランプ位置へスライドさせれば、図4に示すように、突起48,48がそれぞれ凹部11,11に係合し、ハンド部24によって爪5を把持することができる。このとき突起48と凹部11との上下方向の相対位置に多少の誤差があっても、凹部11のテーパ状の斜面と突起48の先端のテーパ状の斜面との案内によって誤差は吸収され、両者はスムーズに係合することができる。
 そして、ここから爪交換用ハンド20を上昇させれば、爪5を取付溝4から上方へ抜き取ることができる。
 このとき、コンプライアンス装置23のコンプライアンス機構部38により、ベース36がボディ35に対してハンド部24ごと変位して位置の修正を行うため、ベースジョー6を取付溝4からスムーズに抜き取ることができる。そして、ロボットアーム12によって爪5を図示しない爪ストッカに収納すれば、取り外しは完了する。このようにして、チャック1に設けた取付溝4から爪5が取り外される。
 一方、チャック1に爪5を取り付ける(装着する)際は、爪ストッカから、ロボットアーム12によって交換する爪5を取り出す。
 そして、ロボットアーム12によって爪5を、チャック本体2の上方へ搬送する。このとき、コンプライアンス装置23では、コンプライアンス機構部38のコンプライアンスロック機構により、ボディ35とベース36とを原点位置で固定して、搬送時の爪5のぐらつきを規制する。
 次に、爪5を、図5,6に示すように、ベースジョー6が取付溝4の上方延長上となる位置に位置決めする。ここで、コンプライアンス機構部38のボディ35とベース36との固定を解除する。
 この状態で爪交換用ハンド20によって爪5を下方へスライドさせると、ベースジョー6が取付溝4の上側の開口(入口)に嵌合する。このとき、取付溝4とベースジョー6との間に左右方向への多少の誤差があっても、図8Aに示すように、ベースジョー6の下端に設けた傾斜面9,9によって左右位置の修正がなされてベースジョー6の下端は取付溝4の入口に導かれる。
 続いて図8Bに示すように、コンプライアンス装置23のコンプライアンス機構部38により、ベース36がボディ35に対してハンド部24ごと変位して位置の修正を行うため、ベースジョー6を取付溝4へスムーズに挿入することができる。ベースジョー6が取付溝4内へ進入した後、マスタジョー3のロック機構13によって爪5はロックされる。
 そして、爪交換用ハンド20で、ハンド部24の爪部45,45をスライド部44とともにアンクランプ位置へスライドさせて爪5をアンクランプした後、爪交換用ハンド20を上昇させれば、ハンド部24がチャック本体2から離間する。このようにして、工作機械100のチャック1に設けた取付溝4に交換すべき爪5が取り付けられる。
 以上の手順を、チャック本体2を回転させて取付溝4を順番に割り出して繰り返すことで、全ての爪5の交換が可能となる。
 このように、上記形態1の爪交換用ハンド20、爪自動交換方法及び爪自動交換システム200によれば、ロボットアーム12への取付状態でロボットアーム12とハンド部24との間の相対的な変位を許容するコンプライアンス装置23を備えることで、温度変化や各装置の繰り返し精度の低下による位置ずれといった周りの環境変化に対し順応して確実に爪5を着脱することができる。
 特にここでは、ハンド部24に、取付溝4から爪5を取り外す際に、チャック1に設けられたロック機構13による爪5のロック/アンロック状態を確認する爪ロック確認装置(センサ29)を設けているので、爪5がロックされた状態で取り外し動作がされるおそれを回避することができる。
 また、ロック機構13は、爪5のロック/アンロック状態に応じて変位する変位部材15を備え、爪ロック確認装置は、変位部材15の位置を検出するセンサ29を含む。このため、ロック機構13の変位部材15を利用して爪5のロック/アンロック状態の確認を容易に行うことができる。
 さらに、センサ29を接触式としているので、変位部材15の変位を確実に検出できる。特に、コンプライアンス装置23を介して取り付けられるハンド部24にセンサ29が設けられることで、接触させる爪5の姿勢が悪い場合でもセンサ29への負荷を軽減することができ、損傷のおそれを解消できる。よって、先端が一方向にしか動作しないセンサでも使用可能となる。
 そして、上記形態1の爪自動交換システム200によれば、上述の効果に加えて、ベースジョー6に、爪5が取付溝4に挿入される際に爪5を取付溝4の入口に案内するガイド部(傾斜面9,9)が設けられているので、爪5が取付溝4の入口へ確実に誘導されてスムーズな爪5の装着が可能となる。
 なお、上記形態1では、凹部11を備えた把持ブロック10を爪5へ一体に設けているが、把持ブロック10を省略してベースジョー6の側面に凹部を直接形成してもよい。
 [形態2]
 次に、本発明の他の形態を説明する。但し、チャック1をはじめ形態1と同じ構成部には同じ符号を付して重複する説明は省略する。但し、形態2では爪交換用ハンド20もチャック本体2に準じて前後の向きを特定する。
 形態1では、前向きのロボットアーム12に対して軸部21及びブラケット22を介してコンプライアンス装置23を下向きに吊り下げ支持し、コンプライアンス装置23を介してハンド部24を前向きに支持する構造となっているが、形態2では、図9,10に示すように、下向きのロボットアーム12の下端にコンプライアンス装置23を下向きに吊り下げ支持し、コンプライアンス装置23を介してハンド部24Aを下向きに支持している。
 ここでのハンド部24Aは、ブラケット板37へ下向きに固定される本体50と、本体50の正面側に設けられる前サポート板51と、本体50の背面側に設けられる後サポート板52と、本体50の左右両側に設けられる把持爪53,53とを備えている。センサ29は、後サポート板52の後方でブラケット板37から下向きに固定されている。
 前サポート板51は、図11に示すように、上端が本体50の正面に固定されて下端が本体50の前方で本体50と平行に延びる側面視逆L字状を有し、上端下面には、爪5のトップジョー8の上面に当接する押さえロッド54が下向きに設けられている。また、前サポート板51の下端背面には、トップジョー8の前面に当接するサポートガイド55が設けられている。
 後サポート板52は、上端が本体50の背面に固定されて下端が本体50の下方で後方に延びる側面視L字状を有し、下端には、爪5のベースジョー6の上面に当接する左右一対の押さえボルト56,56が下向きに螺合されている。
 把持爪53は、本体50の左右に設けた一対のガイド溝57にそれぞれ嵌合し、本体50の側面から左右方向へ出没可能なスライド部58と、スライド部58の下面に固定されて下向きに垂下し、互いの対向面に突起60を形成した爪部59とを備えている。左右のスライド部58は、本体50内に設けた駆動部44a(図2B参照)によって同調して相反方向へスライド可能となっている。このスライドにより、左右の爪部59,59は、突起60,60がベースジョー6の左右の側面に直接設けた凹部11,11にそれぞれ挿入してベースジョー6を左右から挟持するクランプ位置と、ベースジョー6の左右の側面から離れて突起60,60が凹部11,11から抜き取られるアンクランプ位置との間で開閉動作可能となっている。
 以上の如く構成された工作機械100において、チャック1から爪5を取り外す際には、形態1と同様に、取り出す爪5が上側となる回転位置にチャック本体2を割り出してマスタジョー3のロック機構13を解除した状態とする。このとき変位部材15はアンロック位置に突出している。
 次に、ロボットアーム12によって、爪交換用ハンド20を、ハンド部24Aの爪部59,59をアンクランプ位置とした状態で、チャック本体2の上方に移動させ、そのまま図11に示すように、センサ29の接触子30を変位部材15の真上に位置させる。このとき前サポート板51のサポートガイド55がトップジョー8の前面と干渉するが、ここではボルト7が螺合されるボルト穴16にサポートガイド55を進入させることで当接が回避されるため、後方への移動は許容される。
 そして、変位部材15がアンロック位置であれば、接触子30が変位部材15に当接するため、センサ29からの検出信号によって爪5のアンロック状態が確認できる。
 アンロック状態を確認したら、ロボットアーム12によって、爪交換用ハンド20を、前方へ移動させた後、下方へ移動させて、図12に示すように、ハンド部24Aの押さえロッド54がトップジョー8の上面に、押さえボルト56,56がベースジョー6の上面にそれぞれ当接し、サポートガイド55がトップジョー8の前面に当接する位置で停止させる。この場合、ベースジョー6の上端に、接触子30が当接して停止位置を確認する当接片17を設けてもよい。
 その後、スライド部58とともに爪部59,59をクランプ位置へスライドさせれば、ハンド部24Aによって爪5を把持することができる。そこから爪交換用ハンド20を上昇させれば、爪5を取付溝4から上方へ抜き取ることができる。
 このとき、コンプライアンス装置23のコンプライアンス機構部38により、ベース36がボディ35に対してハンド部24Aごと変位して位置の修正を行うため、ベースジョー6を取付溝4からスムーズに抜き取ることができる。そして、ロボットアーム12によって爪5を図示しない爪ストッカに収納すれば、取り外しは完了する。このようにして、チャック1に設けた取付溝4から爪5が取り外される。
 一方、チャック1に爪5を取り付ける(装着する)際は、爪ストッカから、ロボットアーム12によって交換する爪5を取り出す。
 そして、ロボットアーム12によって爪5を、チャック本体2の上方へ搬送する。このとき、コンプライアンス装置23では、コンプライアンス機構部38のコンプライアンスロック機構により、ボディ35とベース36とを原点位置で固定して、搬送時の爪5のぐらつきを規制する。
 次に、爪5を、図13,14に示すように、ベースジョー6が取付溝4の上方延長上となる位置に位置決めする。ここで、コンプライアンス機構部38のボディ35とベース36との固定を解除する。
 この状態で爪交換用ハンド20によって爪5を下方へスライドさせると、ベースジョー6が取付溝4の上側の開口(入口)に嵌合する。このとき、取付溝4とベースジョー6との間に左右方向への多少の誤差があっても、図15Aに示すように、ベースジョー6の下端に設けた傾斜面9,9によって左右位置の修正がなされてベースジョー6の下端は取付溝4の入口に導かれる。
 続いて図15Bに示すように、コンプライアンス装置23のコンプライアンス機構部38により、ベース36がボディ35に対してハンド部24Aごと変位して位置の修正を行うため、ベースジョー6を取付溝4へスムーズに挿入することができる。ベースジョー6が取付溝4内へ進入した後、マスタジョー3のロック機構13によって爪5はロックされる。
 そして、爪交換用ハンド20で、ハンド部24Aの爪部59,59をアンクランプ位置へスライドさせて爪5をアンクランプした後、爪交換用ハンド20を上昇させれば、ハンド部24Aがチャック本体2から離間して図9の状態となる。このようにして、工作機械100のチャック1に設けた取付溝4に交換すべき爪5が取り付けられる。
 以上の手順を、チャック本体2を回転させて取付溝4を順番に割り出して繰り返すことで、全ての爪5の交換が可能となる。
 このように、上記形態2の爪交換用ハンド20、爪自動交換方法及び爪自動交換システム200においても、ロボットアーム12への取付状態でロボットアーム12とハンド部24Aとの間の相対的な変位を許容するコンプライアンス装置23を備えることで、温度変化や各装置の繰り返し精度の低下による位置ずれといった周りの環境変化に対し順応して確実に爪5を着脱することができる。また、形態1と同様に、爪ロック確認装置(センサ29)を設けているので、爪5がロックされた状態で取り外し動作がされるおそれを回避することができる。
 特にここでは、ハンド部24Aに、チャック1の前後方向で爪5に当接して当該前後方向で爪5を位置決めする第1ガイド(サポートガイド55)と、取付溝4への挿入方向で爪5に当接して当該挿入方向で爪5を位置決めする第2ガイド(押さえロッド54及び押さえボルト56)とからなる位置決め部を設けているので、2方向で爪5が位置決めされてハンド部24Aによる爪5の把持姿勢を安定させることができ、よりスムーズな交換が可能となる。また、ハンド部24Aでの把持力の低減も可能となる。
 なお、上記形態2では、第2ガイドとして1つの押さえロッド54と2つの押さえボルト56,56とを前後に設けているが、数や形状はこれに限らず、前後共に1つずつ或いは2つずつとしたり、ロッドやボルトでなく板体やブロック体等を採用してもよい。但し、第2ガイドとしては前後両方に限らず、何れか一方のみとしてもよい。第1ガイドも、サポートガイド55を1つとすることに限らず、上下や左右に複数設けたり、形状を変更したりしても差し支えない。
 また、上記形態2では、ハンド部24Aに把持される凹部11をベースジョー6の側面に設けているが、形態1のような把持ブロック10を用いてもよい。
 そして、各形態に共通して、爪ロック確認装置のセンサ29の形態は適宜変更可能で、タッチプローブ等も採用できる。勿論接触式のセンサに限らず、近接センサ等の非接触式のセンサも使用できるし、センサに限らずマイクロスイッチ等も使用できる。また、変位部材15がある構造に限らず、ロック機構13側にロック/アンロック状態で変位する構成部があればセンサ等で確認可能である。
 さらに、爪ロック確認装置としては、センサ29等を用いず、チャックの制御装置側でロック/アンロック状態に応じた信号を出力させて搬送装置側で当該信号に基づいてロック状態を確認する場合も含まれる。
 また、上記形態1,2では、ガイド部である傾斜面9,9を爪5側(ベースジョー6)に設けているが、取付溝4の入口側に傾斜面を設けてもよいし、爪5と取付溝4の入口との双方に設けてもよい。ガイド部としては傾斜面に限らず、曲面等も採用できる。
 さらに、取付溝4を上側に割り出して爪5の交換を行っているが、搬送装置の形態等によっては上側に限らず、チャック1の横側や下側を交換位置としても同様に爪5の交換は可能である。
 そして、チャック1に対する爪5の取り外しと取り付けとを一つずつ順番に行っているが、最初にロボットアーム12等によってチャック1から全ての爪5を取り外した後、ロボットアーム12等で爪5の取り付けを連続して行う手順としても差し支えない。
 一方、搬送装置もロボットアーム12に限らず、ローダーや交換専用に設けたアーム等であってもよい。旋盤のタレット(刃物台)も搬送装置として使用可能である。

Claims (6)

  1.  搬送装置に取り付けられて、工作機械のチャックに設けられた取付溝に爪を着脱するチャックの爪交換用ハンドであって、
     前記爪を把持可能なハンド部と、
     前記ハンド部を前記搬送装置へ取り付けて、前記搬送装置と前記ハンド部との間の相対的な変位を許容するコンプライアンス装置と、を備えることを特徴とする爪交換用ハンド。
  2.  前記取付溝から前記爪を取り外す際に、前記チャックに設けられたロック機構による前記爪のロック/アンロック状態を確認する爪ロック確認装置を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の爪交換用ハンド。
  3.  前記ロック機構は、前記爪のロック/アンロック状態に応じて変位する変位部材を備え、
     前記爪ロック確認装置は、前記変位部材の位置を検出するセンサを含むことを特徴とする請求項2に記載の爪交換用ハンド。
  4.  前記センサは接触式であることを特徴とする請求項3に記載の爪交換用ハンド。
  5.  請求項1乃至4の何れかに記載の爪交換用ハンドを前記搬送装置に取り付ける工程と、
     前記工作機械の前記チャックに設けられた前記取付溝から前記爪を着脱する工程と、を備えることを特徴とするチャックの爪自動交換方法。
  6.  請求項1乃至4の何れかに記載の爪交換用ハンドと、
     前記取付溝が設けられた前記工作機械の前記チャックと、
     前記爪交換用ハンドが取り付けられて、前記取付溝に対して前記爪を出し入れする搬送装置と、を備え、
     前記取付溝と前記爪との少なくとも一方に、前記爪が前記取付溝に挿入される際に前記爪を前記取付溝の入口に案内するガイド部が設けられていることを特徴とするチャックの爪自動交換システム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111975013A (zh) * 2020-08-17 2020-11-24 浙江灿根智能科技有限公司 一种适于铜套一次内外油槽切屑的车床

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7020557B2 (ja) * 2018-08-10 2022-02-16 豊和工業株式会社 チャックの把握精度確認方法、チャックの爪交換方法およびチャックの把握精度確認装置
CN112589146A (zh) * 2020-12-02 2021-04-02 四川航天长征装备制造有限公司 一种软爪座可更换的软爪组件
CN113967921A (zh) * 2021-12-14 2022-01-25 宁夏鉅诚智能精机有限公司 一种机器人手爪和夹具快换机构

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5947106A (ja) * 1982-09-05 1984-03-16 Hitachi Seiki Co Ltd 工作機械のチヤツク爪自動交換装置
JPS61103710A (ja) * 1984-10-24 1986-05-22 Toyoda Autom Loom Works Ltd 旋盤用チヤツク爪の自動交換方法及び交換治具
JPS6357128A (ja) * 1986-08-25 1988-03-11 Canon Inc コンプライアンス機構の制御装置
JPH0366087B2 (ja) * 1984-02-16 1991-10-16 Howa Machinery Ltd
JPH0699303A (ja) 1992-09-21 1994-04-12 Howa Mach Ltd チャック爪自動交換装置に使用するロボットハンド
JP2001334485A (ja) * 2000-05-26 2001-12-04 ▲桜▼井精技株式会社 コンプライアンス装置
US20110115171A1 (en) * 2009-11-16 2011-05-19 Vosteq Innovations B.V. System as well as a Machining Device, a Chuck, a Jaw Connecting Element, a Jaw Exchanging Device and a Method
JP4955522B2 (ja) 2007-11-29 2012-06-20 ヤマザキマザック株式会社 複合加工旋盤におけるチャック爪自動交換システム
JP2014237212A (ja) * 2013-06-10 2014-12-18 株式会社北川鉄工所 チャックのジョー自動交換装置
JP2015003361A (ja) * 2013-06-20 2015-01-08 アズビル株式会社 コンプライアンス装置
JP2018176419A (ja) * 2017-04-19 2018-11-15 豊和工業株式会社 チャックの部品交換装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS555273A (en) * 1979-02-16 1980-01-16 Okuma Mach Works Ltd Automatic chuck claw exchanging device
US5207554A (en) * 1982-09-21 1993-05-04 Fujitsu Limited Supporting device
DE3345012A1 (de) * 1983-12-13 1985-06-20 SMW Schneider & Weißhaupt GmbH, 7996 Meckenbeuren Palette zur aufnahme von aufsatzspannbacken
JPS60249513A (ja) * 1984-05-25 1985-12-10 Howa Mach Ltd チヤツク爪交換装置
JPS61244401A (ja) * 1985-04-22 1986-10-30 Kitagawa Tekkosho:Kk 工作機用チヤツクの爪着脱機構
JP4927459B2 (ja) * 2006-06-29 2012-05-09 政人 石井 チャックの把持爪交換装置
US8443526B2 (en) * 2008-11-05 2013-05-21 Nexen Group, Inc. Robot compliance device
FR2956993A1 (fr) * 2010-03-04 2011-09-09 Ind Dev Etude Construction Procede de reglage automatique d'un mandrin de machine outil
US9370865B1 (en) * 2012-05-23 2016-06-21 Western Digital Technologies, Inc. Flexure based compliance device for use with an assembly device
US10172269B2 (en) * 2013-10-07 2019-01-01 Fuji Corporation Chuck device and component mounting machine
US10471519B2 (en) * 2016-05-16 2019-11-12 Synthe Tech Inc. Chuck mechanism, stair form member attached jaw and machine tool
TWM530719U (zh) * 2016-06-13 2016-10-21 Super Jaw Industry Co Ltd 可快速換爪之生爪
CN206382581U (zh) * 2016-09-13 2017-08-08 上海锐铎精密机械制造有限公司 一种快速更换软卡爪
CN206373896U (zh) * 2016-12-22 2017-08-04 陕西维视数字图像技术有限公司 一种六轴工业机器人与智能视觉柔性线装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5947106A (ja) * 1982-09-05 1984-03-16 Hitachi Seiki Co Ltd 工作機械のチヤツク爪自動交換装置
JPH0366087B2 (ja) * 1984-02-16 1991-10-16 Howa Machinery Ltd
JPS61103710A (ja) * 1984-10-24 1986-05-22 Toyoda Autom Loom Works Ltd 旋盤用チヤツク爪の自動交換方法及び交換治具
JPS6357128A (ja) * 1986-08-25 1988-03-11 Canon Inc コンプライアンス機構の制御装置
JPH0699303A (ja) 1992-09-21 1994-04-12 Howa Mach Ltd チャック爪自動交換装置に使用するロボットハンド
JP2001334485A (ja) * 2000-05-26 2001-12-04 ▲桜▼井精技株式会社 コンプライアンス装置
JP4955522B2 (ja) 2007-11-29 2012-06-20 ヤマザキマザック株式会社 複合加工旋盤におけるチャック爪自動交換システム
US20110115171A1 (en) * 2009-11-16 2011-05-19 Vosteq Innovations B.V. System as well as a Machining Device, a Chuck, a Jaw Connecting Element, a Jaw Exchanging Device and a Method
JP2014237212A (ja) * 2013-06-10 2014-12-18 株式会社北川鉄工所 チャックのジョー自動交換装置
JP2015003361A (ja) * 2013-06-20 2015-01-08 アズビル株式会社 コンプライアンス装置
JP2018176419A (ja) * 2017-04-19 2018-11-15 豊和工業株式会社 チャックの部品交換装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111975013A (zh) * 2020-08-17 2020-11-24 浙江灿根智能科技有限公司 一种适于铜套一次内外油槽切屑的车床
CN111975013B (zh) * 2020-08-17 2023-08-18 浙江灿根智能科技股份有限公司 一种适于铜套一次内外油槽切削的加工方法

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