专利名称：机械手连结装置用主板及工具板、以及机械手连结装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械手连结装置用主板(master plate)及工具板(toolplate)、以及将它们组合起来的机械手连结装置。
背景技术：
一般来讲，作为能对机械手进行工具等的装卸的连结装置，某种连结装置已经众所周知，所述连结装置具有安装在机械手上的主板(内部配件)、安装工具等的工具板(外部配件)、以及将这两种板连结并固定起来的固定机构。
到目前为止，在所述装置中，作为能够迅速进行内部配件和外部配件的连结及连结的解除的装置，如美国专利第4,696,524号公报的说明书和附图所示的装置已经众所周知。在该装置中，固定机构具有以能在固定位置与解除固定位置之间滑动的方式被内部配件支撑的活塞部件，设置在该活塞部件周边、并且被内部配件支撑的多个球形部件，以及设置在所述外部配件上、能与球形部件在锥形面上接触、并且在活塞部件移动到固定位置时与球形部件共同起到作用而对两种板进行连结及支撑的球形部件阻挡部。根据该装置，在活塞部件移动到固定位置时，球形部件通过锥形面向上推外部配件，使得内部配件和外部配件连结起来。
但是，在所述现有连结装置中，在活塞部件位于固定位置时与球形部件接触的是，活塞部件中的沿着与活塞部件滑动的方向平行的方向延伸的圆筒状表面。因此，若内部配件或外部配件等具有加工过程中的偏差，就不能使球形部件完全移动到固定位置，有在连结内部配件和外部配件时，连结面相互不符合之虞。这样，上述现有连结装置，在确保同一连结位置这个特性上具有缺点。
如日本公开专利公报特开平4-63688号公报所示，为了解决所述问题，以前有人提案过一种固定机构作为将主板和工具板连结为一体而进行固定的固定机构。在该固定机构中，设置有以能在固定位置与解除固定位置之间滑动的方式支撑在主板上的圆板状凸轮部件，设置在该凸轮部件周边、并且以能沿着大致垂直于凸轮部件滑动的方向的方向移动的方式被所述主板支撑的多个球形部件，以及设置在所述工具板上、并且在所述凸轮部件移动到固定位置时与球形部件接合而对所述两种板进行连结及支撑的、呈环状的球形部件阻挡部；在凸轮部件的外侧表面上形成有主侧锥形面(凸轮表面)，在球形部件阻挡部的内侧表面上形成有朝与主侧锥形面相反的方向倾斜的工具侧锥形面(凸轮表面)；在凸轮部件位于固定位置的状态下，通过使主侧锥形面对球形部件施加压力，使该球形部件移动得与工具侧锥形面接触，来避免当主板和工具板连结时在两种板的连结面具有空隙，这样来提高确保同一连结位置这个特性。
近年来，在这种机械手连结装置中，人们要求将在主板和工具板互相连结的状态下的、连结方向上的厚度(大小)设为很小的厚度，即进行薄型化。所述情况出于下述原因。
(1)就是说，首先，例如在汽车生产线的冲压工序中，在用机械将机件从一个冲压机中移动到另一个冲压机中的情况下，机械将连结装置与机件及支撑该机件的装置一起地插在该冲压机的打开着的模具与模具之间，以将机件从冲压机取出或放入冲压机中。这时，因为模具打开的程度有限，所以需要设机械手连结装置的厚度为尽量小的厚度。
(2)在机械的腕部凸缘与抓住机件的手部之间安装连结装置的结构下，若从所述凸缘到手部的重心的距离较长，对机械施加的载荷(力矩)就较大。为了减少该载荷，被要求的是，将连结装置的厚度设为较小的厚度，将从所述凸缘到手部的重心的距离设为尽量短的距离。
(3)同样，在机械的腕部凸缘与抓住机件的手部之间安装连结装置的结构下，由于该连结装置的厚度所带来的影响，会形成有机械难以操作或不能操作的区域，因而若要减小或除去该区域，就须要将连结装置的厚度设为很小的厚度。
在鉴于所述要求对所述已提案的例子进行研究时，可见在该已提案的例子中，因为通过凸轮部件的圆弧状外侧表面部中的主侧锥形面与球形部件的接触、和该球形部件与球形部件阻挡部的圆弧状内侧表面部中的工具侧锥形面的接触，来连结所述两种板而支撑来自外部的载荷，所以需要使用直径很大的球形部件，以控制在各接触点上的接触压力增大。就是说，不但直径很大的球形部件使连结装置的厚度变大，而且须要设凸轮部件的在连结装置厚度方向上的移动量为较大的移动量，以向半径方向上的外侧推球形部件。该移动量的增加进一步使连结装置的厚度变大，因而该已提案的例子的连结装置不能充分地实现所述薄型化。这是一个问题。
补充说明一下，也可以为了减低上述接触点上的接触压力，用辊部件来代替球形部件。在该情况下，与球形部件相比，凸轮部件外侧表面的主侧锥形面与辊部件的接触面积、和该辊部件与球形部件阻挡部(辊部件阻挡部)内侧表面的锥形面的接触面积更大，接触压力会减低。
然而，在给接触点的接触压力带来影响的、四个方向的曲度半径中，上述办法只使辊轴方向上的一个成为直线状，效果很小。因此，必然要设辊部件的直径为很大的直径。其结果是，该办法不会成为能设连结装置的厚度为尽量小的厚度的、有效的办法。
而且，与球形部件不同，在使用辊部件的情况下，需要设为能在推辊部件时使该辊部件以不倾斜(不扭转)的方式转动的结构。若要设为这样的结构，不仅零部件数量会增加，为收纳辊部件所进行的机械加工的难度也很高，不能避免成本的增加。这也是一个问题。
发明内容
本发明，正是为解决所述问题而研究开发出来的。其目的在于通过对如上所述的机械手连结装置的结构进行改良，来在使用球形部件的结构下谋求该机械手连结装置的薄型化。
为了达成上述目的，在本发明中，将球形部件设置在位于凸轮部件及球形部件阻挡部的球形部件收纳槽内，所述各球形部件收纳槽的剖面，均大致呈圆弧状，使该各球形部件收纳槽的内表面与球形部件接触，来增大接触面积。
具体而言，在本发明中，以下述机械手连结装置为前提，即具有安装在机械手上的主板、安装工具等的工具板、以及将这两种板连结为一体而固定起来的固定机构；该固定机构包括以能在固定位置与解除固定位置之间滑动的方式被所述主板支撑的凸轮部件，设置在所述凸轮部件周边、并且以能沿着垂直于凸轮部件滑动的方向的方向移动的方式被所述主板支撑的多个球形部件，以及设置在所述工具板上、并且在所述凸轮部件移动到固定位置时接合在球形部件上而对所述两种板进行连结及支撑的球形部件阻挡部。
在所述凸轮部件中，在凸轮部件的圆周方向上对应着所述球形部件的位置设有沿着凸轮部件滑动的方向延伸、并且能够收纳所述球形部件的、剖面呈圆弧状的多个主侧球形部件收纳槽，在所述球形部件阻挡部中，在球形部件阻挡部的圆周方向上对应着所述球形部件的位置设有沿着所述凸轮部件滑动的方向延伸、并且能够收纳所述球形部件的、剖面呈圆弧状的多个工具侧球形部件收纳槽。
在所述主侧球形部件收纳槽的内表面上，形成有设为沿槽长度方向的剖面呈相对凸轮部件滑动的方向朝规定方向倾斜的形状的主侧第一倾斜部；在所述工具侧球形部件收纳槽的内表面上，形成有设为沿槽长度方向的剖面呈相对凸轮部件滑动的方向朝与所述主侧第一倾斜部的倾斜方向相反的方向倾斜的形状的工具侧倾斜部；所述机械手连结装置，构成为在所述凸轮部件位于固定位置的状态下，所述主侧第一倾斜部对球形部件施加压力，使所述球形部件移动得与所述工具侧倾斜部接触。
由于该结构的作用，在凸轮部件移动到固定位置的状态下，凸轮部件用该凸轮部件的主侧球形部件收纳槽内的主侧第一倾斜部对球形部件施加压力，使该球形部件移动得与球形部件阻挡部的工具侧球形部件收纳槽内的工具侧倾斜部接触。由于该主侧第一倾斜部所起的楔子作用，球形部件被施加压力，被提供向半径方向上的外侧移动的力量。这样，该球形部件就通过工具侧倾斜部对球形部件阻挡部和工具板施加压力而被提供向主板侧移动的力量。其结果是，两种板连结为无空隙的状态。
这时，因为所述球形部件被收纳在凸轮部件中的剖面呈圆弧状的主侧球形部件收纳槽、和球形部件阻挡部中的剖面呈圆弧状的工具侧球形部件收纳槽内，所以球形部件与主侧球形部件收纳槽及工具侧球形部件收纳槽的各个内表面(基本上，为槽底面)接触。所述两者的接触方式，是球形部件的外侧表面和球形部件收纳槽的内表面所进行的、向同一方向弯曲的圆弧面与圆弧面的接触。与球形部件、和凸轮部件外侧表面的主侧锥形面及球形部件阻挡部内侧表面的工具侧锥形面接触的结构，即向相反的方向弯曲的圆弧面与圆弧面的接触结构相比，所述接触方式的接触面积更大。换句话说，能在使用直径很小的球形部件的结构下使接触面积增加，减低接触时的接触压力。因此，能将球形部件的直径设为很小的直径，减少该凸轮部件的移动量，来使机械手连结装置的厚度变薄。
也可以是这样的，所述机械手连结装置，构成为在所述主侧球形部件收纳槽的内表面上，在比主侧第一倾斜部靠近凸轮部件固定位置的那一侧，连续地设有设为沿槽长度方向的剖面呈与凸轮部件滑动的方向平行的形状的笔直部。
这样，则即使凸轮部件滑动的位置不被保持为规定的位置，球形部件向半径方向上的内侧移动而使凸轮部件回到解除固定位置侧即后退侧，主板和工具板的分离也受到控制。这是因为在主侧第一倾斜部的凸轮部件固定位置侧连续地设有笔直部，球形部件对凸轮部件施加的、使该凸轮部件后退的力量在到达该部时不起作用了。
也可以是这样的，所述机械手连结装置，构成为在所述主侧球形部件收纳槽的内表面上，在比所述笔直部靠近凸轮部件固定位置的那一侧，形成有设为沿槽长度方向的剖面呈朝与主侧第一倾斜部相同的方向倾斜的形状的主侧第二倾斜部；所述笔直部和主侧第二倾斜部，通过设为沿槽长度方向的剖面呈圆弧状的圆弧部互相连续。
此外，也可以是这样的，所述机械手连结装置，构成为在主侧球形部件收纳槽的内表面上，在比所述笔直部靠近凸轮部件固定位置的那一侧，连续地设有沿槽长度方向的剖面呈朝与主侧第一倾斜部相同的方向倾斜的形状的圆弧部。
最好是这样的，所述主侧球形部件收纳槽及工具侧球形部件收纳槽的半径、或者所述主侧球形部件收纳槽或工具侧球形部件收纳槽的半径，比球形部件的半径大0.05mm以上，并且为所述球形部件半径的2倍以下。也可以是这样的，所述主侧球形部件收纳槽及工具侧球形部件收纳槽的半径、或者所述主侧球形部件收纳槽或工具侧球形部件收纳槽的半径，比球形部件的半径大0.05mm以上，并且所述该球形部件半径的1.5倍以下。
最好是这样的，在所述机械手连结装置中，设置有阻止回转机构，该阻止回转机构阻止所述凸轮部件以沿凸轮部件滑动方向延伸的线为轴相对主板进行回转。通过这样阻止凸轮部件的回转，不用说在凸轮部件位于固定位置时，还在位于解除固定位置时，都能总是使凸轮部件的主侧球形部件收纳槽与球形部件互相对应，将该球形部件收纳在主侧球形部件收纳槽内，能够进行稳定的操作。
也可以是这样的，所述机械手连结装置，构成为所述主板包括主体和气缸头，所述主体，由第一紧固部件安装在机械手上；所述气缸头，由与所述第一紧固部件不同的第二紧固部件固定在所述主体上、并且具有收纳球形部件的球形部件收纳部。
这样，就能用第一紧固部件仅将主体安装在机械手上，与用共同使用的紧固部件将主体和气缸头安装在机械手上的结构相比，能谋求机械手连结装置的薄型化的同时，保持该装置的强度为很大的强度。
另外，作为一种安装在机械手上、并且与包括球形部件阻挡部的工具板连结的机械手连结装置用主板，也可以是如下述那样构成的机械手连结装置用主板。就是说，在所述球形部件阻挡部中形成有剖面呈圆弧状的多个工具侧球形部件收纳槽，在所述工具侧球形部件收纳槽的内表面上，设有设为沿槽长度方向的剖面呈朝规定的方向倾斜的形状的工具侧倾斜部。
并且，主板包括能在固定位置与解除固定位置之间滑动的凸轮部件，和以能沿垂直于该凸轮部件滑动的方向的方向移动的方式设置在该凸轮部件周边、并且在凸轮部件移动到固定位置时与所述球形部件阻挡部的工具侧倾斜部接触而对工具板进行连结及支撑的多个球形部件。而且，在所述凸轮部件中，在凸轮部件的圆周方向上对应着所述球形部件的位置设有沿凸轮部件滑动的方向延伸、并且能够收纳所述球形部件的、剖面呈圆弧状的多个主侧球形部件收纳槽；在所述主侧球形部件收纳槽的内表面上，形成有主侧倾斜部，该主侧倾斜部设为沿槽长度方向的剖面呈相对凸轮部件滑动方向朝与所述工具侧倾斜部的倾斜方向相反的方向倾斜的形状，并且在所述凸轮部件位于固定位置的状态下，对球形部件施加压力，使所述球形部件移动得与所述工具侧倾斜部接触。
另一方面，作为一种连结在下述主板上的机械手连结装置用工具板，也可以是如下述那样构成的机械手连结装置用工具板。所述主板，构成为包括凸轮部件和多个球形部件，所述凸轮部件，具有剖面呈圆弧状的多个主侧球形部件收纳槽，并且能在固定位置与解除固定位置之间滑动；在所述多个主侧球形部件收纳槽的内表面上，形成有设为沿槽长度方向的剖面呈朝规定的方向倾斜的形状的主侧倾斜部；所述多个球形部件，以能沿着垂直于凸轮部件滑动的方向的方向移动的方式设置在主板中的所述凸轮部件周边的部分上，在凸轮部件移动到固定位置时，被所述主侧倾斜部施加压力而移动。在所述机械手连结装置用工具板中，设置有球形部件阻挡部，所述球形部件阻挡部具有剖面呈圆弧状的多个工具侧球形部件收纳槽，在所述多个工具侧球形部件收纳槽的内表面上形成有工具侧倾斜部，所述工具侧倾斜部设为沿槽长度方向的剖面呈朝与所述主侧倾斜部相反的方向倾斜的形状，并且能与主板的球形部件接触；所述机械手连结装置用工具板，构成为在所述凸轮部件移动到固定位置时，通过使被所述主侧倾斜部施加压力而进行移动的球形部件与所述球形部件阻挡部的工具侧倾斜部接触，来使所述机械手连结装置用工具板连结并支撑在主板上。
图1，是以两种板连结起来的状态表示本发明的实施例中的机械手连结装置的纵向剖面图。
图2，是主板的纵向剖面图。
图3，是工具板的纵向剖面图。
图4，是沿图5的IV-IV线的剖面图。
图5，是从凸轮部件的侧方看主侧球形部件收纳槽而得到的放大正视图。
图6，是从凸轮部件的下侧看主侧球形部件收纳槽而得到的放大平面图。
图7，是沿图9的VII-VII线的剖面图。
图8，是凸轮部件的立体图。
图9，是从下侧看凸轮部件而得到的平面图。
图10，是从下侧看球形部件阻挡部而得到的平面图。
图11，是球形部件阻挡部的立体图。
图12，是沿图10的XII-XII线的剖面图。
图13，是从球形部件阻挡部的内侧看工具侧球形部件收纳槽而得到的放大正视图。
图14，是从球形部件阻挡部的下侧看工具侧球形部件收纳槽而得到的放大平面图。
图15，是沿图13的XV-XV线的剖面图。
图16，是从下侧看主气缸而得到的平面图。
图17，是球形部件收纳孔的放大剖面图。
图18，是表示其他实施例的、相当于图4的图。
具体实施例方式
下面，根据附图详细说明本发明的实施例。关于适当的实施例的下述说明，本质上只不过是示例，完全不是为限制本发明、本发明的使用对象或本发明的用途所进行的。
图1，表示本发明的实施例所涉及的机械手连结装置A的主要部分。该机械手连结装置A，是用来以可交换的方式将工具等安装在附图中未示的机械手上的。该机械手连结装置A包括图2所示的主板1和图3所示的工具板2。主板1被安装在机械手上，将工具等安装在工具板2上。这两种板1、2，构成为相互通过固定机构27迅速进行连结及连结的解除。
补充说明一下，在主板1上安装有主连接器，在工具板2上安装有工具连接器，在附图中未示。在两种板1、2连结时，主连接器和工具连接器互相电连接，通过该连接来构成控制工具的电控制系统。在下面的说明中，为了使说明容易一些，假设为主板1设置在上侧(机械手侧)，工具板2设置在下侧。
所述主板1，构成为包括用第一螺栓20(第一紧固部件)安装在机械手上的主体4，和用与所述第一螺栓20不同的第二螺栓21(第二紧固部件)固定在该主体4下侧而与该主体4成为一体，并且具有收纳多个球形部件44、44、……的球形部件收纳孔15、15、……的气缸头10。
所述主体4呈环状，在主体4中心部贯穿着该主体4形成了位于上侧的小直径孔5和位于下侧的、与该小直径孔5连续的大直径孔6，该小直径孔5和大直径孔6呈以同心的台阶状。在相当于该小直径孔5与该大直径孔6之间的台阶部的部分，贯穿着形成了多个(例如为八个)第一螺栓插入孔7、7、……和多个(例如为八个)第二螺栓插入孔8、8、……，呈在圆周方向上交替配置的样子。在后者即第二螺栓插入孔8中的在主体4上表面的开口部分，形成有与其他部分相比直径更大的螺栓头收纳部8a。
如图16所示，气缸头10，呈向下方开口、具有底面的圆筒状，在该底部的中心贯穿着形成有杠部插入孔11。在气缸头10上端的外侧表面部形成有边缘部10a，与气缸头10形成为一体。该气缸头10，以在嵌入后该边缘部10a下表面与主体4下表面成为同一平面的方式嵌入到所述主体4的大直径孔6中。在该边缘部10a中，在对应于所述主体4的第一螺栓插入孔7的位置上，贯穿着形成了与第一螺栓插入孔7相比直径更大的螺栓头收纳孔12；在对应于主体4的第二螺栓插入孔8、8……中在直径方向上相对的、规定的那一对第二螺栓插入孔8、8的位置上，贯穿着形成了螺栓插入孔13、13；在对应于其他各个第二螺栓插入孔8的位置上，贯穿着形成了螺栓拧紧孔14。在所述各螺栓插入孔13的在气缸头10下表面的开口部分，形成有与其他部分相比直径更大的销收纳部13a。
将气缸头10的边缘部10a嵌入主体4的大直径孔6中后，在该状态下，将第一螺栓20从气缸头10下侧插入到边缘部10a中的螺栓头收纳孔12和主体4的第一螺栓插入孔7中，使该第一螺栓20的前端部(上端部)从主体4向上突出，将该突出部拧紧在机械手上。这样来将主体4安装并固定在机械手上，使该主体4和机械手成为一体，成为空气密封状态。将第二螺栓21从主体4上侧插入到主体4的各第二螺栓插入孔8中，使所述第二螺栓21中的一对第二螺栓21、21的前端部(下端部)穿过边缘部10a的螺栓插入孔13从边缘部10a向下突出，将定位销22拧紧在该突出部上。将其他各个第二螺栓21的前端部(下端部)拧紧在边缘部10a的螺栓拧紧孔14中。这样来用第二螺栓21将气缸头10安装并固定在主体4上，使该气缸头10和主体4成为一体，成为空气密封状态。补充说明一下，各第二螺栓21的头部，以从主体4不突出的方式从主体4上面收纳在主体4的第二螺栓插入孔8中的螺栓头收纳部8a内；各第一螺栓20的头部，以从边缘部10a不突出的方式从边缘部10a下面收纳在气缸头10的螺栓头收纳孔12内。通过将主体4安装在机械手上，小直径孔5的上侧开口封闭为空气密封状态。所述小直径孔5、气缸头10上表面及机械手形成处于空气密封状态的气缸空间。
拧紧在所述一对第二螺栓21、21(第二紧固部件)的各下端部上的定位销22，兼作紧固螺母，与第二螺栓21互相拧紧，处于该定位销22的上端部被收纳在边缘部10a的螺栓插入孔13的销收纳部13a内，并且下端部从边缘部10a下表面突出的状态。该定位销22，形成为下端部的角部呈圆弧面的、直径较大的短圆筒状。
补充说明一下，在主体4中位于所述大直径孔6外侧的下表面上的、在主气缸直径方向上相对的位置上，安装有前端部(下端部)呈尖头锥形状的一对机械示教(teaching)用导销24、24，各导销24的下部处于从主体4下表面突出的状态。所述各导销24，是由沿上下方向贯穿主体4的安装螺栓25固定在主体4上的。
在气缸头10下部的、沿圆周方向隔着相等间隔的位置上，形成有上述多个(例如为八个)球形部件收纳孔15、15、……。在规定的球形部件收纳孔15与球形部件收纳孔15之间的位置上形成有一个销孔16，各销孔16分别沿半径方向贯穿了气缸头10，在所述销孔16中插入并固定了阻止回转销17，该阻止回转销17的一部分(接合部)从气缸头10向内侧突出。补充说明一下，如一种放大图即图17所示，各球形部件收纳孔15的在气缸头10外侧表面的开口端部的一部分，与其他部分相比直径更小，使得位于球形部件收纳孔15内的球形部件44不会脱出到气缸头10外表面侧。
所述固定机构27，包括以能在固定位置与解除固定位置之间滑动的方式支撑在主板1上的凸轮部件28，设置在该凸轮部件28周边、并且以能沿着大致垂直于凸轮部件28滑动方向(上下方向)的方向(半径方向)移动的方式支撑在主板1上的所述多个球形部件44、44、……，以及设置在所述工具板2上、并且在所述凸轮部件28移动到固定位置时，以对两种板1、2进行连结及支撑的方式与球形部件44接合的球形部件阻挡部58。
就是说，所述各球形部件44，例如由直径为12.7mm(半径r＝6.35mm)的钢球构成，以能沿主板1半径方向移动的方式收纳并支撑在所述气缸头10的球形部件收纳孔15内。
在所述主体4的小直径孔5内(气缸空间内)，以能滑动的方式嵌有活塞40。该活塞40呈圆板状，能隔着由O形密封圈构成的密封部件41与小直径孔5接触着在小直径孔5内滑动。在该活塞40下表面的中心部分设置有杠部40a。该杠部40a呈突起的样子，与该活塞40成为一体，以可滑动的方式保持着空气密封状态贯穿了所述气缸头10的杠部插入孔11。活塞40将主体4的小直径孔5内部(气缸空间内)划分为上下两个室。选出两个室中的一个后，通过形成在主体4中的空气流通路(未示)给该一个室提供加压后的空气，这样来使活塞40在小直径孔5内进行往复运动。
在气缸头10内，以能在下降时的一端即固定位置与上升时的一端即解除固定位置之间滑动的方式设置有所述凸轮部件28。如图7到图9所示，该凸轮部件28呈圆板状，被连结螺栓42在该凸轮部件28的中心部分与所述活塞40的杆部40a前端部(下端部)紧固起来，使得该凸轮部件28和活塞40一体性地移动。该活塞40的往复运动使凸轮部件28移动，该凸轮部件28在活塞头10内的固定位置与解除固定位置之间滑动。
在所述凸轮部件28的外侧表面上，在凸轮部件28圆周方向上对应着所述球形部件44的位置(活塞头10的球形部件收纳孔15的位置)设有剖面呈圆弧状的多个(例如为八个)主侧球形部件收纳槽29、29、……。如放大图即图4到图6详细表示的那样，所述各主侧球形部件收纳槽29，呈将凸轮部件28的外侧表面下端的边角部中的一部分削成圆弧槽状而形成的形状，基本上沿凸轮部件28滑动方向(上下方向)延伸。所述各主侧球形部件收纳槽29，是上端部不到达凸轮部件28的上表面而位于外侧表面的上端附近，能够将各球形部件44收纳在所述各主侧球形部件收纳槽29内。补充说明一下，也可以将主侧球形部件收纳槽29形成为上端部到达凸轮部件28上表面的形状。
在各主侧球形部件收纳槽29的内表面(基本上，为槽底面)上，形成有主侧第一倾斜部30，比该主侧第一倾斜部30靠近凸轮部件28固定位置侧(下侧)、与该主侧第一倾斜部30连续的笔直部31，以及比该笔直部31靠近凸轮部件28固定位置侧(下侧)、与该笔直部31连续的主侧第二倾斜部32。主侧第一倾斜部30和笔直部31通过上侧圆弧部33互相连续；笔直部31和主侧第二倾斜部32通过下侧圆弧部34互相连续。所述第一倾斜部30、笔直部31、第二倾斜部32及圆弧部33、34，均位于主侧球形部件收纳槽29的内表面(槽底面)上，在各位置上的槽半径r1相等，而通过使该各位置上的圆弧的中心变化来形成所述各部。如在图4中用假想线表示的那样，在形成具有这样的台阶状槽底面的、圆弧半径为r1的主侧球形部件收纳槽29的情况下，使用前端的半径为r1的立铣刀M，一边使该立铣刀M的中心O按规定的轨迹移动，一边对凸轮部件28进行切削。这样，就能容易地形成所述主侧球形部件收纳槽29。
所述主侧第一倾斜部30和主侧第二倾斜部32，均呈朝与后述的工具侧倾斜部64的倾斜方向相反的方向倾斜的形状，因而越靠近凸轮部件28滑动方向上的下方，沿槽长度方向的剖面越接近凸轮部件28中心侧(图4右侧)。该主侧第一倾斜部30的相对上下方向(铅直轴线)的倾斜角度θ1，也可以与第二倾斜部32的相对上下方向(铅直轴线)的倾斜角度θ2相等(θ1＝θ2)。但是，在本实施例中，设定第一倾斜部30的倾斜角度θ1小于第二倾斜部32的倾斜角度θ2(θ1＜θ2)，以提高第二倾斜部32所起到的楔子作用，并且设为即使机械手急剧地移动，也能确实地维持连结状态。例如，第一倾斜部30的倾斜角度θ1为θ1＝15°，而第二倾斜部32的倾斜角度θ2设为θ2＝45°。
笔直部31，设为沿槽长度方向的剖面呈与凸轮部件28滑动方向平行的形状，该笔直部31的相对上下方向(铅直轴线)的倾斜角度为0。在所述上侧圆弧部33和下侧圆弧部34中，沿槽长度方向的剖面均设为呈切削掉角的样子即圆弧状。上侧圆弧部33向凸轮部件28的中心侧突出，而下侧圆弧部34向凸轮部件28的侧表面外侧突出。所述圆弧部33、34的突出方向相反，主侧第一倾斜部30和笔直部31通过上侧圆弧部33平缓地连续；笔直部31和主侧第二倾斜部32通过下侧圆弧部34平缓地连续。
在所述凸轮部件28外侧表面上的对应于所述气缸头10的销孔16的位置上，形成有剖面例如为矩形的接合槽36，该接合槽36沿着凸轮部件28滑动的方向从凸轮部件28的上表面到下表面延伸。在该接合槽36中，以能接触着滑动的方式接合了已插入到所述销孔16中的阻止回转销17的接合部。由该阻止回转销17和接合槽36构成阻止回转结构37。该阻止回转结构37，阻止凸轮部件28以沿凸轮部件28滑动方向的铅直线为轴相对主板1进行回转。
另一方面，所述工具板2包括安装在工具等上的工具体50、和球形部件阻挡部58。该球形部件阻挡部58，固定在该工具体50上侧，是所述固定机构27的一部分。所述工具体50，呈环状，在中心部贯穿着形成了上侧大直径孔51和下侧小直径孔52，该下侧小直径孔52以同心与大直径孔51连续，使得两者之间呈台阶状。在相当于该大直径孔51与和小直径孔52之间的台阶部的部分，贯穿着形成有多个(例如为16个)螺栓插入孔53、53、……，处于在圆周方向上互相具有规定的间距的状态。在该各螺栓插入孔53中的工具体50下表面的开口部分，形成有与其他部分相比直径更大的螺栓头收纳部53a。
在工具体50中的大直径孔51外侧上表面的、在工具体50直径方向上相对的位置上，贯穿着工具体50形成了一对台阶状销插入孔54、54，该一对台阶状销插入孔54、54对应于所述主体4的各导销24的位置。在该各销插入孔54的上端部内，已嵌入而固定了内径比导销24大的衬套55，使得导销24在给机械示教时插入到所对应的销插入孔54的衬套55内。
另一方面，如图10到图12所示，所述球形部件阻挡部58呈环状，与工具体50的小直径孔52相比内径更小，嵌入在工具体50的大直径孔51内，使得该球形部件阻挡部58的上表面和工具体50的上表面成为同一平面。在该球形部件阻挡部58中，在对应于所述工具体50的螺栓插入孔53的位置上贯穿着形成了螺栓拧紧孔59。通过将球形部件阻挡部58嵌入在工具体50的大直径孔51内，将紧固螺栓60从工具体50下侧插入工具体50的螺栓插入孔53内，然后将该紧固螺栓60的前端部(上端部)拧紧在球形部件阻挡部58的螺栓拧紧孔59内，来将球形部件阻挡部58安装并固定在工具体50内，使该球形部件阻挡部58和该工具体50成为一体。
此外，在球形部件阻挡部58上表面的在直径方向上相对的位置上，形成有是具有底面的浅孔的一对定位嵌入孔61，能将位于所述主板1侧的定位销22嵌入在该定位嵌入孔61内。在使工具板2连结在主板1上时，若使定位销22嵌入在该定位嵌入孔61内，位于主板1中的气缸头10的各球形部件收纳孔15内的球形部件44(凸轮部件28的主侧球形部件收纳槽29)就被定位，该球形部件44在圆周方向上对应于球形部件阻挡部58的、后述的工具侧球形部件收纳槽63。
在所述球形部件阻挡部58的内侧表面下部，设有剖面呈圆弧状的多个(例如为8个)工具侧球形部件收纳槽63、63、……，该各球形部件收纳槽63在球形部件阻挡部58的圆周方向上对应于位于所述主板1侧的各球形部件44的位置(凸轮部件28的主侧球形部件收纳槽29的位置)。如放大图即图13到图15详细地表示的那样，该各工具侧球形部件收纳槽63，呈将球形部件阻挡部58的内侧表面下端的边角部中的一部分削成圆弧槽状而形成的形状，基本上沿着所述凸轮部件28滑动的方向(上下方向)延伸。该工具侧球形部件收纳槽63的上端部，不到达球形部件阻挡部58的上表面，而位于球形部件阻挡部58的内侧表面的上端附近，能将各球形部件44收纳在该各工具侧球形部件收纳槽63内。该工具侧球形部件收纳槽63的圆弧半径r1，与主侧球形部件收纳槽29的圆弧半径r1相等(补充说明一下，也可以使这两种球形部件收纳槽63、29的圆弧半径相互不同)。补充说明一下，也可以将工具侧球形部件收纳槽63形成为上端部到达球形部件阻挡部58上表面的形状。
在所述各工具侧球形部件收纳槽63的内表面(基本上，为槽底面)上，形成有工具侧倾斜部64，该工具侧倾斜部64形成为下述形状，即沿槽长度方向的剖面，相对凸轮部件28滑动的方向朝与所述主侧球形部件收纳槽29中的主侧第一倾斜部30的倾斜方向相反的方向倾斜，就是说，越靠近上侧，越靠近球形部件阻挡部58的中心侧。与所述主侧球形部件收纳槽29一样，在该工具侧球形部件收纳槽63中，各位置上的槽半径r1也相等，该工具侧球形部件收纳槽63是通过使该各位置上的圆弧中心变化而形成的。与主侧球形部件收纳槽29的情况一样，能通过用立铣刀对球形部件阻挡部58进行切削，容易地形成具有这样的槽底面的、圆弧半径为r1的工具侧球形部件收纳槽63。
最好是这样的，所述主侧球形部件收纳槽29和工具侧球形部件收纳槽63的半径r1，比球形部件44的半径r大0.05mm以上(比直径大0.1mm以上)、并且为该球形部件44的半径r的2倍以下(0.05mm+r≤r1≤2r)。其理由是若是r1＜0.05mm+r，就不能确保球形部件44在球形部件收纳槽29、63内进行不被阻碍且很均匀的滚动；若是r1＞2r，就不能良好地得到使球形部件收纳槽29、63的槽内表面与球形部件44外表面之间的接触压力减低的效果。更好的是这样的，球形部件收纳槽29、63的半径r1的上限，为球形部件44的半径r的1.5倍以下(0.05mm+r≤r1≤1.5r)。
将所述主板1的气缸头10嵌入工具板2中的球形部件阻挡部58内部到工具体50的小直径孔52内，并且通过将定位销22嵌入在定位嵌入孔61内，来使主板1的各球形部件44对应于球形部件阻挡部58的各工具侧球形部件收纳槽63。在所述状态下，驱动活塞40，使凸轮部件28位于固定位置。这时，位于主侧球形部件收纳槽29上端的主侧第一倾斜部30对球形部件44施加压力，使该球形部件44移动得与所述工具侧球形部件收纳槽63的工具侧倾斜部64接触。这样，来使工具板2与主板1连结并固定为一体。
接着，说明所述实施例所起的作用。首先，在要将工具板2连结在主板1上的情况下，通过机械手的操作，主板1的气缸头10被嵌入工具板2中的球形部件阻挡部58的内部到工具体50的小直径孔52内。此外，工具板1的一对定位销22、22分别被嵌入工具板2的一对定位嵌入孔61、61内。在该状态下，被支撑在气缸头10的各球形部件收纳孔15内的球形部件44，在圆周方向上对应于球形部件阻挡部58的各工具侧球形部件收纳槽63。此外，由于阻止回转机构37的作用，所述各球形部件44在圆周方向上对应于凸轮部件28中的凸轮部件28的各主侧球形部件收纳槽29。
在该状态下，已加压的空气被提供给位于活塞40上侧的室内，活塞40从原来的、已上升的位置下降。由于该活塞40的驱动，凸轮部件28从上升端即解除固定位置向下移动。由于该凸轮部件28的下降，球形部件44进入所述主侧球形部件收纳槽29内，位于该球形部件收纳槽29内表面下端的主侧第二倾斜部32向半径方向上的外侧推球形部件44，使该球形部件44从气缸头10的外侧表面突出。这样，球形部件44占的突出部就进入所述工具侧球形部件收纳槽63内。在凸轮部件28进一步下降了的情况下，位于所述主侧第二倾斜部32上侧的笔直部31开始对球形部件44施加压力。之后，在凸轮部件28位于下降端即固定位置的情况下，位于所述笔直部31上侧且主侧球形部件收纳槽29上端的主侧第一倾斜部30开始对球形部件44施加压力，使得球形部件44移动得与所述工具侧球形部件收纳槽63的工具侧倾斜部64接触。在该状态下，各球形部件44，进行移动而与主侧球形部件收纳槽29的主侧第一倾斜部30、工具侧球形部件收纳槽63的工具侧倾斜部64及球形部件收纳孔15的内表面下部接触，被这些部分施加压力并支撑，使得球形部件44不能移动。这样，工具板2与主板1就连结为一体而被固定。
就是说，这时，气压对活塞40上表面起到作用，与活塞40已成为一体的凸轮部件28向下被推，位于主侧球形部件收纳槽29内表面上端的主侧第一倾斜部30推球形部件44的外侧表面。因此，由于该主侧第一倾斜部30所起的、所谓的楔子效应，球形部件44向半径方向上的外侧移动到规定位置为止。而且，因为所述主侧第一倾斜部30的倾斜角度θ1较小，所以所述的楔子效应进一步提高。因此，由于球形部件44对球形部件阻挡部58的工具侧球形部件收纳槽63中的工具侧倾斜部64所施加的压力，工具板2被提供向上移动的力量，移动到工具板2的上表面与主板1的下表面接触为止。因此，即使两种板1、2的相互间发生了因加工偏差而产生的空隙，也能通过用所述主侧球形部件收纳槽29内的主侧第一倾斜部30向半径方向上的外侧对球形部件44积极地施加压力而使它移动，使工具板2向上变位，来消除该偏差。因而，两种板1、2总是被连结为没有空隙的状态，能确保同一连结位置的特性提高了。
活塞40上表面总是受到气压。不过，由于某种原因，活塞40上表面不再受到气压了的时候，由于包括工具在内的工具板2的重量，球形部件44向半径方向上的内侧被推而变位，活塞40被提升了。即使发生了这种情况，因为在所述主侧第一倾斜部30下侧连续地设置了笔直部31，所以球形部件44移动到该部分后，球形部件44对活塞40施加的、沿使该活塞40上升的方向的力量也不起作用了。因此，能够控制两种板1、2无意图地分离开。
补充说明一下，在解除所述工具板2和主板1的连结时，通过给位于活塞40下侧的室提供已加压的空气，使活塞40上升，来使进行与所述连结时相反的动作，使球形部件44向半径方向上的内侧移动，使两种板1、2解除连结。
因此，在该实施例中，各球形部件44在被收纳在凸轮部件28中的、剖面呈圆弧状的主侧球形部件收纳槽29、和球形部件阻挡部58中的、剖面呈圆弧状的工具侧球形部件收纳槽63内的状态下进行移动。因而，如图6和图14所示，球形部件44与主侧球形部件收纳槽29及工具侧球形部件收纳槽63的各内表面(基本上，为槽底面)接触，两者接触的方式是球形部件44的外侧表面与球形部件收纳槽29、63的内表面所进行的、向同一方向弯曲的圆弧面与圆弧面的接触。跟球形部件44与现有的位于凸轮部件外侧表面的主侧锥形面及位于球形部件阻挡部内侧表面的工具侧锥形面接触的、向相反的方向弯曲的圆弧面与圆弧面的接触结构比较起来，所述圆弧面与圆弧面的接触面积有所增加。因此，能在使用直径很小的球形部件44的状态下，使接触面积增加，减低接触时的接触压力。因此，能使球形部件44的直径变小，使凸轮部件28的移动范围缩小，来使机械手连结装置A的厚度(上下方向上的高度)变薄。
因为用相互不同的螺栓作为将所述主体4安装在机械手上的第一螺栓20和将气缸头10安装在该主体4上的第二螺栓21，所以能用第一螺栓20仅将主体4安装在机械手上。与用共同使用的螺栓将主体4和气缸头10安装在机械手上的结构相比，所述结构能谋求机械手连结装置A的薄型化的同时，也能将该机械手连结装置A的强度保持为很大的强度。
而且，因为所述凸轮部件28的回转受到阻止回转机构37的控制，所以除了凸轮部件28位于固定位置时以外，还在凸轮部件28位于解除固定位置时，能总是使凸轮部件28的各主侧球形部件收纳槽29对应于各球形部件44(气缸头10的各球形部件收纳孔15)，将该球形部件44收纳在主侧球形部件收纳槽29内，能够维持很稳定的操作。
因为使用直径很大的短圆筒状销作为所述主板1的各定位销22，所以即使扭转力矩对该定位销22起到作用，也不会造成很大的变位，能够稳定地定位。因为位于工具板2侧占的定位嵌入孔61是具有底面占的浅孔，所以能够确保作为定位机构的、很大的强度。
如上所述，在定位销22较短的情况下，给机械示教的难度变高。不过，除了该定位销22以外，在主体4中还设置了用以示教的导销24。因此，由于该导销24所起的作用，机械示教很容易。
(其他实施例)补充说明一下，在所述实施例中，在各主侧球形部件收纳槽29内，通过呈已切削掉角的形状的圆弧部34，使笔直部31和主侧第二倾斜部32互相平缓地连续。不过，也可以是这样的，如图18所示，未设该主侧第二倾斜部32，在比笔直部31靠近凸轮部件28固定位置的那一侧，以平缓地连续的方式设有朝与主侧第一倾斜部30大致相同的方向倾斜的、呈已切削掉角的形状的圆弧部34。这么一来，也能够得到与所述实施例一样的作用和效果。
在所述实施例中，在各主侧球形部件收纳槽29内形成了第一倾斜部30、笔直部31、第二倾斜部32及圆弧部33、34。不过，也可以仅设第一倾斜部30，省略其他部分。
(实施例)后面的表格1，表示使主侧球形部件收纳槽29和工具侧球形部件收纳槽63的各半径r1以规定的对应关系相对球形部件44的半径r变化时，对产生在该球形部件44外侧表面与球形部件收纳槽29、63的槽表面之间的接触压力的减少变化情况进行测定的结果，表示以比较例1为100％时的接触压力减少率。本发明例1为r1＝r+0.05mm；本发明例2为r1＝1.25r；本发明例3为r1＝1.50r；本发明例4为r1＝1.75r；本发明例5为r1＝2.00r。比较例1，是球形部件与凸轮部件外侧表面的主侧锥形面及球形部件阻挡部内侧表面的工具侧锥形面接触的、向相反的方向弯曲的圆弧面与圆弧面的接触结构的例子。比较例2，是球形部件不与圆弧面接触而与平面(不过，该平面是呈倾斜状的凸轮表面)接触的接触结构的例子。
表格1
对该表格1的结果进行研究就可见，与比较例1相比，在本发明例1到5中，球形部件的与球形部件收纳槽内表面之间的接触压力均减少。球形部件收纳槽的半径r1越小，接触压力越小，r1＝r+0.05mm时最小，如本发明例1所示。如果像本发明例5那样设为r1＝2.00r，接触压力就减少到84％。尤其是，从实用方面来说，像本发明例3那样设为r1＝1.50r是很适当的。
表格2，表示通过根据前面的表格1的接触压力倒过来计算，来调查了在接触压力与比较例1相等时，球形部件受到的压力载荷的增加率的结果。
表格2
由该表格2可见，设球形部件收纳槽29、63的各半径r1为球形部件44的半径r的1.5倍(r1＝1.5r)时，能对球形部件44施加比较例1的250％左右的压力(施加载荷)。
此外，还对与球形部件收纳槽29、63接触的球形部件44的接触压力跟比较例1的接触压力相等时的、该球形部件44的半径r减少率进行了调查。表格3表示其结果。
表格3
由该表格3可见，在设球形部件收纳槽29、63的各半径r1为球形部件44的半径r的1.5倍(r1＝1.5r)的情况下，能在与比较例1的球形部件相等的接触压力下使用大小为比较例1的球形部件的约65％的小球形部件44。
从上述结果得知，根据本发明的技术，能有效地实现机械手连结装置的薄型化。
-工业实用性-因为本发明能在使用球形部件的状态下促进机械手连结装置的薄型化，所以工业上的实用性很高。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.一种机械手连结装置，具有安装在机械手上的主板，安装工具等的工具板，以及将所述两种板连结为一体而固定起来的固定机构；所述固定机构包括以能在固定位置与解除固定位置之间滑动的方式被所述主板支撑的凸轮部件，设置在所述凸轮部件周边、并且以能沿着垂直于凸轮部件滑动的方向的方向移动的方式被所述主板支撑的多个球形部件，以及球形部件阻挡部，设置在所述工具板上，并且在所述凸轮部件移动到固定位置时接合在球形部件上，以对所述两种板进行连结及支撑，其特征在于在所述凸轮部件中，在凸轮部件的圆周方向上对应着所述球形部件的位置设有多个主侧球形部件收纳槽，沿着凸轮部件滑动的方向延伸，并且能够收纳所述球形部件，剖面呈圆弧状，在所述球形部件阻挡部中，在球形部件阻挡部的圆周方向上对应着所述球形部件的位置设有多个工具侧球形部件收纳槽，沿着所述凸轮部件滑动的方向延伸，并且能够收纳所述球形部件，剖面呈圆弧状；在所述主侧球形部件收纳槽的内表面上，形成有主侧第一倾斜部，设为沿槽长度方向的剖面呈相对凸轮部件滑动的方向朝规定方向倾斜的形状；在所述工具侧球形部件收纳槽的内表面上，形成有工具侧倾斜部，设为沿槽长度方向的剖面呈相对凸轮部件滑动的方向朝与所述主侧第一倾斜部的倾斜方向相反的方向倾斜的形状；所述机械手连结装置，构成为在所述凸轮部件位于固定位置的状态下，所述主侧第一倾斜部对球形部件施加压力，使所述球形部件移动得与所述工具侧倾斜部接触。
2.根据权利要求1所述的机械手连结装置，其特征在于在主侧球形部件收纳槽的内表面上，在比主侧第一倾斜部靠近凸轮部件固定位置的那一侧，连续地设有笔直部，设为沿槽长度方向的剖面呈与凸轮部件滑动的方向平行的形状。
3.根据权利要求2所述的机械手连结装置，其特征在于
在主侧球形部件收纳槽的内表面上，在比笔直部靠近凸轮部件固定位置的那一侧形成有主侧第二倾斜部，设为沿槽长度方向的剖面呈朝与主侧第一倾斜部相同的方向倾斜的形状；所述笔直部和主侧第二倾斜部，通过设为沿槽长度方向的剖面呈圆弧状的圆弧部互相连续。
4.根据权利要求2所述的机械手连结装置，其特征在于在主侧球形部件收纳槽的内表面上，在比笔直部靠近凸轮部件固定位置的那一侧，连续地设有圆弧部，设为沿槽长度方向的剖面呈朝与主侧第一倾斜部相同的方向倾斜的形状。
5.根据权利要求1到4中的任一项所述的机械手连结装置，其特征在于主侧球形部件收纳槽及工具侧球形部件收纳槽的半径、或者所述主侧球形部件收纳槽或所述工具侧球形部件收纳槽的半径，比球形部件的半径大0.05mm以上，并且为所述球形部件半径的2倍以下。
6.根据权利要求1到4中的任一项所述的机械手连结装置，其特征在于主侧球形部件收纳槽及工具侧球形部件收纳槽的半径、或者所述主侧球形部件收纳槽或所述工具侧球形部件收纳槽的半径，比球形部件的半径大0.05mm以上，并且为所述球形部件半径的1.5倍以下。
7.根据权利要求1到6中的任一项所述的机械手连结装置，其特征在于设置有阻止回转机构，阻止凸轮部件以沿凸轮部件滑动方向延伸的线为轴，相对主板进行回转。
8.根据权利要求1到7中的任一项所述的机械手连结装置，其特征在于构成为主板包括主体和气缸头，所述主体，由第一紧固部件安装在机械手上；所述气缸头，由与所述第一紧固部件不同的第二紧固部件固定在所述主体上，具有收纳球形部件的球形部件收纳部。
9.一种机械手连结装置用主板，安装在机械手上，与包括球形部件阻挡部的工具板连结，其特征在于
在所述球形部件阻挡部中形成有多个工具侧球形部件收纳槽，剖面呈圆弧状，在所述工具侧球形部件收纳槽的内表面上，设有工具侧倾斜部，设为沿槽长度方向的剖面呈朝规定的方向倾斜的形状；所述机械手连结装置用主板，包括凸轮部件，能在固定位置与解除固定位置之间滑动，和多个球形部件，以能沿垂直于凸轮部件滑动的方向的方向移动的方式设置在所述凸轮部件周边，在凸轮部件移动到固定位置时与所述球形部件阻挡部的工具侧倾斜部接触而对工具板进行连结及支撑；在所述凸轮部件中，在凸轮部件的圆周方向上对应着所述球形部件的位置设有多个主侧球形部件收纳槽，沿凸轮部件滑动的方向延伸，并且能够收纳所述球形部件，剖面呈圆弧状；在所述主侧球形部件收纳槽的内表面上，形成有主侧倾斜部，设为沿槽长度方向的剖面呈相对凸轮部件滑动方向朝与所述工具侧倾斜部的倾斜方向相反的方向倾斜的形状，并且在所述凸轮部件位于固定位置的状态下，对球形部件施加压力，使所述球形部件移动得与所述工具侧倾斜部接触。
10.一种机械手连结装置用工具板，连结在主板上，所述主板构成为包括凸轮部件和多个球形部件，所述凸轮部件，具有剖面呈圆弧状的多个主侧球形部件收纳槽，并且能在固定位置与解除固定位置之间滑动；在所述多个主侧球形部件收纳槽的内表面上，形成有设为沿槽长度方向的剖面呈朝规定的方向倾斜的形状的主侧倾斜部；所述多个球形部件，以能沿着垂直于凸轮部件滑动的方向的方向移动的方式设置在主板中的所述凸轮部件周边的部分上，在凸轮部件移动到固定位置时，被所述主侧倾斜部施加压力而移动，其特征在于在所述机械手连结装置用工具板中，设置有球形部件阻挡部，所述球形部件阻挡部具有剖面呈圆弧状的多个工具侧球形部件收纳槽，在所述多个工具侧球形部件收纳槽的内表面上形成有工具侧倾斜部，所述工具侧倾斜部设为沿槽长度方向的剖面呈朝与所述主侧倾斜部相反的方向倾斜的形状，并且能与主板的球形部件接触；所述机械手连结装置用工具板，构成为在所述凸轮部件移动到固定位置时，通过使被所述主侧倾斜部施加压力而进行移动的球形部件与所述球形部件阻挡部的工具侧倾斜部接触，来使所述机械手连结装置用工具板连结并支撑在主板上。
11.根据权利要求1所述的机械手连结装置，其特征在于在汽车生产线的冲压工序中，被使用于将机件从一个冲压机移动到另一个冲压机的机械中。
12.一种汽车制造方法，其特征在于使用权利要求1所述的机械手连结装置，在汽车生产线的冲压工序中，将机件从一个冲压机中移动到另一个冲压机中。
权利要求
1.一种机械手连结装置，具有安装在机械手上的主板，安装工具等的工具板，以及将所述两种板连结为一体而固定起来的固定机构；所述固定机构包括以能在固定位置与解除固定位置之间滑动的方式被所述主板支撑的凸轮部件，设置在所述凸轮部件周边、并且以能沿着垂直于凸轮部件滑动的方向的方向移动的方式被所述主板支撑的多个球形部件，以及球形部件阻挡部，设置在所述工具板上，并且在所述凸轮部件移动到固定位置时接合在球形部件上，以对所述两种板进行连结及支撑，其特征在于在所述凸轮部件中，在凸轮部件的圆周方向上对应着所述球形部件的位置设有多个主侧球形部件收纳槽，沿着凸轮部件滑动的方向延伸，并且能够收纳所述球形部件，剖面呈圆弧状，在所述球形部件阻挡部中，在球形部件阻挡部的圆周方向上对应着所述球形部件的位置设有多个工具侧球形部件收纳槽，沿着所述凸轮部件滑动的方向延伸，并且能够收纳所述球形部件，剖面呈圆弧状；在所述主侧球形部件收纳槽的内表面上，形成有主侧第一倾斜部，设为沿槽长度方向的剖面呈相对凸轮部件滑动的方向朝规定方向倾斜的形状；在所述工具侧球形部件收纳槽的内表面上，形成有工具侧倾斜部，设为沿槽长度方向的剖面呈相对凸轮部件滑动的方向朝与所述主侧第一倾斜部的倾斜方向相反的方向倾斜的形状；所述机械手连结装置，构成为在所述凸轮部件位于固定位置的状态下，所述主侧第一倾斜部对球形部件施加压力，使所述球形部件移动得与所述工具侧倾斜部接触。
2.根据权利要求1所述的机械手连结装置，其特征在于在主侧球形部件收纳槽的内表面上，在比主侧第一倾斜部靠近凸轮部件固定位置的那一侧，连续地设有笔直部，设为沿槽长度方向的剖面呈与凸轮部件滑动的方向平行的形状。
3.根据权利要求2所述的机械手连结装置，其特征在于在主侧球形部件收纳槽的内表面上，在比笔直部靠近凸轮部件固定位置的那一侧形成有主侧第二倾斜部，设为沿槽长度方向的剖面呈朝与主侧第一倾斜部相同的方向倾斜的形状；所述笔直部和主侧第二倾斜部，通过设为沿槽长度方向的剖面呈圆弧状的圆弧部互相连续。
4.根据权利要求2所述的机械手连结装置，其特征在于在主侧球形部件收纳槽的内表面上，在比笔直部靠近凸轮部件固定位置的那一侧，连续地设有圆弧部，设为沿槽长度方向的剖面呈朝与主侧第一倾斜部相同的方向倾斜的形状。
5.根据权利要求1到4中的任一项所述的机械手连结装置，其特征在于主侧球形部件收纳槽及工具侧球形部件收纳槽的半径、或者所述主侧球形部件收纳槽或所述工具侧球形部件收纳槽的半径，比球形部件的半径大0.05mm以上，并且为所述球形部件半径的2倍以下。
6.根据权利要求1到4中的任一项所述的机械手连结装置，其特征在于主侧球形部件收纳槽及工具侧球形部件收纳槽的半径、或者所述主侧球形部件收纳槽或所述工具侧球形部件收纳槽的半径，比球形部件的半径大0.05mm以上，并且为所述球形部件半径的1.5倍以下。
7.根据权利要求1到6中的任一项所述的机械手连结装置，其特征在于设置有阻止回转机构，阻止凸轮部件以沿凸轮部件滑动方向延伸的线为轴，相对主板进行回转。
8.根据权利要求1到7中的任一项所述的机械手连结装置，其特征在于构成为主板包括主体和气缸头，所述主体，由第一紧固部件安装在机械手上；所述气缸头，由与所述第一紧固部件不同的第二紧固部件固定在所述主体上，具有收纳球形部件的球形部件收纳部。
9.一种机械手连结装置用主板，安装在机械手上，与包括球形部件阻挡部的工具板连结，其特征在于在所述球形部件阻挡部中形成有多个工具侧球形部件收纳槽，剖面呈圆弧状，在所述工具侧球形部件收纳槽的内表面上，设有工具侧倾斜部，设为沿槽长度方向的剖面呈朝规定的方向倾斜的形状；所述机械手连结装置用主板，包括凸轮部件，能在固定位置与解除固定位置之间滑动，和多个球形部件，以能沿垂直于凸轮部件滑动的方向的方向移动的方式设置在所述凸轮部件周边，在凸轮部件移动到固定位置时与所述球形部件阻挡部的工具侧倾斜部接触而对工具板进行连结及支撑；在所述凸轮部件中，在凸轮部件的圆周方向上对应着所述球形部件的位置设有多个主侧球形部件收纳槽，沿凸轮部件滑动的方向延伸，并且能够收纳所述球形部件，剖面呈圆弧状；在所述主侧球形部件收纳槽的内表面上，形成有主侧倾斜部，设为沿槽长度方向的剖面呈相对凸轮部件滑动方向朝与所述工具侧倾斜部的倾斜方向相反的方向倾斜的形状，并且在所述凸轮部件位于固定位置的状态下，对球形部件施加压力，使所述球形部件移动得与所述工具侧倾斜部接触。
10.一种机械手连结装置用工具板，连结在主板上，所述主板构成为包括凸轮部件和多个球形部件，所述凸轮部件，具有剖面呈圆弧状的多个主侧球形部件收纳槽，并且能在固定位置与解除固定位置之间滑动；在所述多个主侧球形部件收纳槽的内表面上，形成有设为沿槽长度方向的剖面呈朝规定的方向倾斜的形状的主侧倾斜部；所述多个球形部件，以能沿着垂直于凸轮部件滑动的方向的方向移动的方式设置在主板中的所述凸轮部件周边的部分上，在凸轮部件移动到固定位置时，被所述主侧倾斜部施加压力而移动，其特征在于在所述机械手连结装置用工具板中，设置有球形部件阻挡部，所述球形部件阻挡部具有剖面呈圆弧状的多个工具侧球形部件收纳槽，在所述多个工具侧球形部件收纳槽的内表面上形成有工具侧倾斜部，所述工具侧倾斜部设为沿槽长度方向的剖面呈朝与所述主侧倾斜部相反的方向倾斜的形状，并且能与主板的球形部件接触；所述机械手连结装置用工具板，构成为在所述凸轮部件移动到固定位置时，通过使被所述主侧倾斜部施加压力而进行移动的球形部件与所述球形部件阻挡部的工具侧倾斜部接触，来使所述机械手连结装置用工具板连结并支撑在主板上。
全文摘要
本发明是在具有安装在机械手上的主板1、安装工具等的工具板2、以及将两种板1、2连结为一体而进行固定的固定机构27的机械手连结装置中，在将球形部件44用作该装置的固定机构27的状态下，谋求了机械手连结装置的薄型化。为此，以分别沿凸轮部件28滑动方向延伸的方式，在固定机构27的凸轮部件28外侧表面上形成能收纳球形部件44的、剖面呈圆弧状的多个主侧球形部件收纳槽29，并且在工具板2的球形部件阻挡部58上形成能收纳球形部件44的、剖面呈圆弧状的多个工具侧球形部件收纳槽63；在所述主侧球形部件收纳槽29的内表面上设有主侧第一倾斜部30，在所述工具侧球形部件收纳槽63的内表面上设有朝与主侧第一倾斜部30相反的方向倾斜的工具侧倾斜部64；在凸轮部件28位于固定位置的状态下，主侧第一倾斜部30对球形部件44施加压力，使所述球形部件44移动得与工具侧倾斜部64接触。
文档编号B23B31/10GK1953849SQ20048004308
公开日2007年4月25日 申请日期2004年5月18日 优先权日2004年5月18日
发明者堤干夫, 高滨雄一 申请人:毕埃鲁自动控制株式会社