DE20203095U1 - industrial robots - Google Patents
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Description
Motoman robotec GmbH 27.02.2002Motoman robotec GmbH February 27, 2002
D-85391 Allershausen 02890-01 Z/biD-85391 Allershausen 02890-01 Z/bi
Die Erfindung betrifft einen Industrieroboter mit einem um eine Achse drehbar gelagerten Arm, an dem ein Arbeitsorgan um eine Achse drehbar gelagert ist, zu dem ein Schlauchpaket zur Leitung von elekrischem Strom und/oder Medien geführt ist.The invention relates to an industrial robot with an arm which is mounted so as to be rotatable about an axis, on which a working element is mounted so as to be rotatable about an axis, to which a hose package for conducting electrical current and/or media is led.
Derartige Industrieroboter sind bereits bekannt. Sie können einen oder mehrere Arme aufweisen. Der äußerste Arm trägt im allgemeinen ein Arbeitsorgan, das an dem roboterfernen Ende des Armes drehbar gelagert ist, wobei die Drehachse des Arbeitsorgans mit der Längsachse des Armes koaxial oder im wesentlichen koaxial sein kann.Bei dem Arbeitsorgan kann es sich auch um ein Greiforgan handeln. Insbesondere dient als Arbeitsorgan ein Schweißorgan oder Punktschweißorgan.Such industrial robots are already known. They can have one or more arms. The outermost arm generally carries a working element that is rotatably mounted at the end of the arm remote from the robot, whereby the axis of rotation of the working element can be coaxial or essentially coaxial with the longitudinal axis of the arm. The working element can also be a gripping element. In particular, a welding element or spot welding element serves as the working element.
Oftmals ist es erforderlich, das Arbeitsorgan mit elektrischer Energie und/oder bestimmten Medien zu versorgen. Hierzu dient ein Schlauchpaket, das bis zu dem Arbeitsorgan geführt ist. Durch das Schlauchpaket kann elektrischer Strom geleitet werden. Stattdessen oder zusätzlich können Medien durch das Schlauchpaket geleitet bzw. gefördert werden, insbesondere Wasser und/oder Luft, aber auch andere Medien, die vom Arbeitsorgan benötigt werden.It is often necessary to supply the working element with electrical energy and/or certain media. This is done using a hose package that is led to the working element. Electric current can be passed through the hose package. Instead of this or in addition, media can be passed or conveyed through the hose package, in particular water and/or air, but also other media that are required by the working element.
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Bei dem Roboter kann es sich insbesondere um einen sechsachsigen Roboter handeln. Das Arbeitsorgan ist üblicherweise an der 6. Achse bzw. der letzten Achse drehbar gelagert.The robot can in particular be a six-axis robot. The working element is usually mounted so that it can rotate on the 6th axis or the last axis.
Eine vorbekannte Lösung ist in Fig. 6 dargestellt. Der Arm 1 ist um eine horizontale Achse 2 drehbar an einem weiteren Arm 3 des Roboters gelagert, der an dem Roboter um eine im wesentlichen horizontale Achse nach oben und nach unten schwenkbar ist. An dem Arm 1 ist ein Arbeitsorgan 4 um eine senkrecht zur Achse 2 verlaufende Achse 5 drehbar gelagert, die in der Abbildung gemäß Fig. 6 vertikal verläuft, deren Richtung sich allerdings bei einer Verschwenkung des Armes 1 um die Drehachse 2 entsprechend ändert. Das Arbeitsorgan 4 ist ein Punktschweißorgan mit Schweißelektroden 6, die an einer durch einen Antrieb 7 betätigbaren Schweißzange 8 einander gegenüberliegend angeordnet sind. Das Punktschweißorgan 4 umfaßt ferner ein Gehäuse 9, das mit seinem dem Antrieb 7 gegenüberliegenden Ende an dem roboterfernen Ende des Armes 1 um die Achse 5 drehbar gelagert ist.A previously known solution is shown in Fig. 6. The arm 1 is mounted so as to be rotatable about a horizontal axis 2 on another arm 3 of the robot, which can be pivoted up and down on the robot about a substantially horizontal axis. A working element 4 is mounted on the arm 1 so as to be rotatable about an axis 5 running perpendicular to the axis 2, which runs vertically in the illustration according to Fig. 6, but whose direction changes accordingly when the arm 1 is pivoted about the axis of rotation 2. The working element 4 is a spot welding element with welding electrodes 6, which are arranged opposite one another on a welding gun 8 that can be actuated by a drive 7. The spot welding element 4 also comprises a housing 9, which is mounted with its end opposite the drive 7 on the end of the arm 1 remote from the robot so as to be rotatable about the axis 5.
Zur Versorgung der Punktschweißeinheit 4 mit elektrischem Strom und Medien dient ein Schlauchpaket 10, welches an dem weiteren Arm 3 befestigt ist und dessen Ende mit dem Gehäuse 9 des Punktschweißorgans 4 verbunden ist.A hose package 10, which is attached to the further arm 3 and whose end is connected to the housing 9 of the spot welding device 4, serves to supply the spot welding unit 4 with electrical current and media.
Bei einer Verschwenkung der Punktschweißeinheit um die Achse 5 und/oder vermittelt durch den Arm 1 - um die Achse 2 kann das Schlauchpaket 10 in Abhängigkeit von Art und Ausmaß dieser Schwenkbewegungen erheblich beansprucht werden. Diese Beanspruchungen können insbesondere im Bereich der Anschlußstelle des Schlauchpakets 10 an dem Gehäuse 9 auftreten. Je nach Art und Ausmaß der Schwenkbewegungen um die Achsen 5 und/oder 2 kann das Schlauchpaket 10 insbesondere in diesem Bereich mehr oder weniger stark abknicken, wobei diese Abknickungen durch immer wieder erfolgende Drehbewegungen wiederholt werden, so daß die Gefahr einer Beschädigung des Schlauchpakets besteht. When the spot welding unit is pivoted about the axis 5 and/or mediated by the arm 1 about the axis 2, the hose package 10 can be subjected to considerable stress depending on the type and extent of these pivoting movements. These stresses can occur in particular in the area of the connection point of the hose package 10 to the housing 9. Depending on the type and extent of the pivoting movements about the axes 5 and/or 2, the hose package 10 can bend more or less strongly, particularly in this area, with these bends being repeated by repeated rotary movements, so that there is a risk of damage to the hose package.
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Aufgabe der Neuerung ist es, die mechanische Beanspruchung des Schlauchpakets bei einem Industrieroboter der eingangs angegebenen Art zu vermindern.The aim of the innovation is to reduce the mechanical stress on the hose package in an industrial robot of the type described above.
Gemäß der Neuerung wird diese Aufgabe gelöst durch ein den Arm und das Arbeitsorgan verbindendes Zwischenstück, an dem das Schlauchpaket im Abstand von der Drehachse des Arbeitsorgans befestigt ist, wobei das Schlauchpaket durch die Drehachse des Arbeitsorgans verläuft. Durch diese Ausgestaltung kann erreicht werden, daß das Schlauchpaket nicht abknickt. Die bei einer Verschwenkung des Arbeitsorgans auftretenden Ortsveränderungen verursachen lediglich Krümmungen des Schlauchpakets mit einem verhältnismäßig großen Radius, durch die keine Beschädigungen des Schlauchpakets hervorgerufen werden können.According to the innovation, this task is solved by an intermediate piece connecting the arm and the working element, to which the hose package is attached at a distance from the axis of rotation of the working element, whereby the hose package runs through the axis of rotation of the working element. This design ensures that the hose package does not bend. The changes in position that occur when the working element is pivoted only cause the hose package to bend with a relatively large radius, which cannot cause any damage to the hose package.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Neuerung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Advantageous further developments of the innovation are described in the subclaims.
Vorzugsweise ist das Zwischenstück U-förmig gestaltet. Das Schlauchpaket ist vorzugsweise an der Basis des U-förmigen Zwischenstücks befestigt. Vorteilhaft ist es, wenn ein Schenkel des U-förmigen Zwischenstücks mit dem Arm und der andere Schenkel des U-förmigen Zwischenstücks mit dem Arbeitsorgan verbindbar oder verbunden ist.The intermediate piece is preferably U-shaped. The hose package is preferably attached to the base of the U-shaped intermediate piece. It is advantageous if one leg of the U-shaped intermediate piece can be connected or is connected to the arm and the other leg of the U-shaped intermediate piece is connected or can be connected to the working element.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist das Schlauchpaket an dem Arm befestigt. Vorzugsweise liegt die Befestigungsstelle auf der Drehachse des Armes.According to a further advantageous development, the hose package is attached to the arm. The attachment point is preferably located on the rotation axis of the arm.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen dargestellt. In der Zeichnung zeigtEmbodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying drawing. The drawing shows
Fig. 1 einen Teil eines Industrieroboters in einer perspektivischen Darstellung, Fig. 1 a part of an industrial robot in a perspective view,
Fig. 2 den Industrieroboter gemäß Fig. 1 in einer Darstellung von oben,Fig. 2 the industrial robot according to Fig. 1 in a view from above,
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Fig. 3 einen Teil des Industrieroboters in einer der Fig. 2 entsprechenden, vergrößerten Darstellung,Fig. 3 shows a part of the industrial robot in an enlarged view corresponding to Fig. 2,
Fig. 4 einen Teil des Industrieroboters in einer der Fig. 1 entsprechenden, vergrößerten Darstellung,Fig. 4 shows a part of the industrial robot in an enlarged view corresponding to Fig. 1,
Fig. 5 verschiedene Stellungen des Zwischenstücks in einer schematischen Darstellung undFig. 5 different positions of the intermediate piece in a schematic representation and
Fig. 6 einen vorbekannten Industrieroboter in einer der Fig. 1 entsprechenden perspektivischen Darstellung.Fig. 6 shows a previously known industrial robot in a perspective view corresponding to Fig. 1.
Wie bereits teilweise anhand der Fig. 6 beschrieben umfaßt der in den Figuren 1 bis 4 gezeigte, der Neuerung entsprechende Industrieroboter einen Arm 1, der um eine horizontale Achse 2 an einem weiteren Arm 3 drehbar gelagert ist.As already partially described with reference to Fig. 6, the industrial robot shown in Figs. 1 to 4 and corresponding to the innovation comprises an arm 1 which is mounted on a further arm 3 for rotation about a horizontal axis 2.
Der weitere Arm 3 ist an dem Industrieroboter um eine horizontale Achse nach
oben und unten schwenkbar gelagert.The other arm 3 is attached to the industrial robot around a horizontal axis
pivoted at the top and bottom.
An dem Arm 1 ist ein Arbeitsorgan 4, nämlich ein Punktschweißorgan, um eine zur Achse 2 senkrecht verlaufende, mit der Längsachse des Armes 1 fluchtende Achse 5 schwenkbar gelagert. Der Aufbau des Punktschweißorgans 4 entspricht demjenigen der vorbekannten Lösung gemäß Fig. 6.A working element 4, namely a spot welding element, is mounted on the arm 1 so as to be pivotable about an axis 5 running perpendicular to the axis 2 and aligned with the longitudinal axis of the arm 1. The structure of the spot welding element 4 corresponds to that of the previously known solution according to Fig. 6.
Zwischen dem vorderen, roboterfernen Ende des Arms 1 und dem Gehäuse 9 des Arbeitsorgans 4 ist ein Zwischenstück 11 vorgesehen, durch welches der Arm 1 und das Arbeitsorgan 4 miteinander verbunden werden. Das Zwischenstück 11 ist, wie insbesondere aus den Figuren 2 bis 4 ersichtlich, U-förmig gestaltet. Es umfaßt eine Basis 12 und einen ersten Schenkel 13, der mit dem Arm 1 verbunden ist, sowie einen zweiten Schenkel 14, der mit dem Arbeitsorgan verbunden bzw. - in den Darstellungen der Figuren 2 bis 4 - verbindbar ist.Between the front end of the arm 1, which is remote from the robot, and the housing 9 of the working element 4, an intermediate piece 11 is provided, by means of which the arm 1 and the working element 4 are connected to one another. The intermediate piece 11 is U-shaped, as can be seen in particular from Figures 2 to 4. It comprises a base 12 and a first leg 13, which is connected to the arm 1, and a second leg 14, which is connected to the working element or - in the representations of Figures 2 to 4 - can be connected.
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Das roboterferne Ende 15 des Schlauchpakets 10 ist mit der Basis 12 des U-förmigen Zwischenstücks 11 verbunden. Es kann dort festgeklemmt oder auf andere Weise mit der Basis 12 verbunden sein. Es ist allerdings auch möglich, das Schlauchpaket 10 durch die Basis 12 hindurchzuführen und dahinter mit dem Arbeitsorgan 4 zu verbinden.The end 15 of the hose package 10 remote from the robot is connected to the base 12 of the U-shaped intermediate piece 11. It can be clamped there or connected to the base 12 in some other way. However, it is also possible to guide the hose package 10 through the base 12 and connect it to the working element 4 behind it.
Das Schlauchpaket 10 ist ferner an der Befestigungsstelle 16 an dem Arm 1 befestigt. Die Befestigungsstelle 16 liegt im wesentlichen auf der Drehachse 2 des Armes 1, also auf der Drehachse 2, um die der Arm 1 um den weiteren Arm 3 verschwenkbar ist. Hierdurch wird gewährleistet, daß das Schlauchpaket 10 bei allen Schwenkstellungen des Armes 1 zuverlässig festgehalten wird, ohne daß Knickungen oder Behinderungen entstehen können. Das Schlauchpaket 10 kann an der Befestigungsstelle 16 festgeklemmt oder anderweitig befestigt sein. Es ist allerdings auch möglich, die Befestigungsstelle 16 derart auszugestalten, daß eine Längsbewegung des Schlauchpakets 10 in der Befestigungsstelle 16 möglich ist, um Längenveränderungen bei der Verschwenkung des Arbeitsorgans 4 um eine oder beide Schwenkachsen 2, 5 und/oder weitere Roboter-Schwenkachsen zu ermöglichen. The hose package 10 is also attached to the arm 1 at the attachment point 16. The attachment point 16 is essentially on the axis of rotation 2 of the arm 1, i.e. on the axis of rotation 2 about which the arm 1 can be pivoted around the other arm 3. This ensures that the hose package 10 is reliably held in place in all pivot positions of the arm 1 without kinks or obstructions occurring. The hose package 10 can be clamped or otherwise attached to the attachment point 16. However, it is also possible to design the attachment point 16 in such a way that a longitudinal movement of the hose package 10 is possible in the attachment point 16 in order to enable changes in length when the working element 4 is pivoted about one or both pivot axes 2, 5 and/or other robot pivot axes.
Das Schlauchpaket 10 ist ferner an einer weiteren Befestigungsstelle 17 befestigt oder geführt, die am Ende einer Verlängerung 18 an dem weiteren Arm 3 vorgesehen ist. Die Befestigungsstellen 16, 17 liegen seitlich neben den Armen 1, 3.The hose package 10 is also attached or guided to a further attachment point 17, which is provided at the end of an extension 18 on the further arm 3. The attachment points 16, 17 are located laterally next to the arms 1, 3.
In Fig. 5 ist der Bewegungsablauf des Arbeitsorgans 4 schematisch dargestellt. Die Basis 12 des mit dem Arbeitsorgan 4 verbundenen Zwischenstücks 11, die um die Achse 5 des Arbeitsorgans 4 verschwenkbar ist und die sich im Abstand a von dieser Achse 5 des Arbeitsorgans 4 befindet, beschreibt einen Kreis mit dem Radius a um die Achse 5. Das Schlauchpaket 10 verläuft durch die Befestigungsstelle 16 und endet in der Basis 12 des Zwischenstücks 11. Wenn die Basis 12 die verschiedenen in Fig. 5 gezeigten Stellungen einnimmt, beschreibt das Schlauchpaket 10 die verschiedenen dort eingezeichneten Verläufe. Bei allen Stellungen der Basis 12 verläuft das Schlauchpaket 10 im wesentlichen durch die Achse 5, und zwar in je-In Fig. 5, the movement sequence of the working element 4 is shown schematically. The base 12 of the intermediate piece 11 connected to the working element 4, which can be pivoted about the axis 5 of the working element 4 and which is located at a distance a from this axis 5 of the working element 4, describes a circle with the radius a around the axis 5. The hose package 10 runs through the fastening point 16 and ends in the base 12 of the intermediate piece 11. When the base 12 assumes the various positions shown in Fig. 5, the hose package 10 describes the various courses shown there. In all positions of the base 12, the hose package 10 runs essentially through the axis 5, in each case
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weils einem verhältnismäßig großen Bogen, also ohne Knickstellen. Ferner ist gewährleistet, daß auch im Bereich der Befestigung des Schlauchpakets 10 in der Basis 12 keine Knickstellen auftreten.because of a relatively large curve, i.e. without kinks. Furthermore, it is guaranteed that no kinks occur in the area where the hose package 10 is attached to the base 12.
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Claims (6)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20021024 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20050125 |
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Effective date: 20071218 |
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| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20100112 |
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| R071 | Expiry of right | ||
| R071 | Expiry of right |