DE102007056774A1

DE102007056774A1 - Industrial robot i.e. arc-welding robot, has arm supported pivotably at rocker, where aspect ratio of leg length of arm between outlet and rotation axis to leg length of hand between axis and inlet lies in between specific range

Info

Publication number: DE102007056774A1
Application number: DE200710056774
Authority: DE
Inventors: Andre Reekers; Stefan Karlinger
Original assignee: KUKA Roboter GmbH
Current assignee: KUKA Deutschland GmbH
Priority date: 2007-11-23
Filing date: 2007-11-23
Publication date: 2009-06-04

Abstract

The robot (1) has an arm (5) supported pivotably at a rocker (4) around a rotation axis (A3), and comprising another rotation axis through which a front part of the arm is rotated with respect to a rear part of the arm. The arm has an outlet for a line arrangement (19), and a hand (10) is pivotably supported at the arm around a third rotation axis (A5). The hand has an inlet for the arrangement. An aspect ratio of a leg length of the arm between the outlet and axis (A5) to a leg length of the hand between the axis (A5) and inlet lies in a range between 1.0 and 2.0.

Description

Die Erfindung betrifft einen Industrieroboter mit einer Schwinge, einem Arm, der um eine erste Drehachse schwenkbar an der Schwinge gelagert ist und eine zweite Drehachse aufweist, durch welche ein vorderer Teil des Arms bezüglich eines hinteren Teils des Arms zu verdrehen ist, wobei der Arm eine Austrittsöffnung für eine Leitungsanordnung aufweist, sowie einer Hand, die um eine dritte Drehachse schwenkbar an dem Arm gelagert ist, wobei die Hand eine Eintrittsöffnung für die Leitungsanordnung aufweist.The The invention relates to an industrial robot with a rocker, an arm, which is mounted pivotably about a first axis of rotation on the rocker is and has a second axis of rotation through which a front Part of the arm with respect to a rear part of the arm twisting, the arm having an outlet for has a line arrangement, and a hand, which is a third Rotary axis is pivotally mounted on the arm, the hand a Having inlet opening for the line arrangement.

Aus der EP 1 457 295 A1 ist ein Industrieroboter mit einem Arm zur Führung einer Leitungsanordnung bekannt. Bei Industrierobotern nach dem bekannten Stand der Technik, wie beispielsweise bei Lichtbogen-Schweißrobotern besteht ein Problem, wenn die Schweißdüse mittels der Hand des Roboters geschwenkt wird. Dabei wird die Leitungsanordnung, die ein Schweißdrahtführungskabel aufweisen kann, bei großen Schwenkwinkeln der Hand gegenüber dem Arm, unter einem engen Radius gebogen. Daraus entsteht eine enge Biegung des Schweißdrahtführungskabel, was nachteilig ist, da der Schweißdraht in dem Führungskabel aufgrund höherer Wandreibung gebremst wird und folglich eine gleichmäßige Zuführung von Schweißdraht mit konstanter Zuführgeschwindigkeit verhindert wird.From the EP 1 457 295 A1 An industrial robot with an arm for guiding a line arrangement is known. In industrial robots known in the art, such as arc welding robots, there is a problem when the welding nozzle is pivoted by the hand of the robot. In this case, the line arrangement, which may have a welding wire guide cable, bent at large pivoting angles of the hand with respect to the arm, under a narrow radius. This results in a tight bend of the welding wire guide cable, which is disadvantageous because the welding wire is braked in the guide cable due to higher wall friction and thus a uniform supply of welding wire is prevented at a constant feed rate.

Um dieses Problem zu lösen, sieht die EP 1 457 295 A1 vor, den Arm und die Hand gabelförmig zu gestalten, so dass in einer inneren Zone von Arm und Hand das geführte Schweißdrahtführungskabel frei nach oben und unten durchschwingen kann, so dass enge Beigeradien vermieden sind und sich das Schweißdrahtführungskabel mit maximalen Biegeradius entlang der Hand und dem Arm erstrecken kann. Diese Gestaltung löst das aufgezeigte Problem und ermöglicht eine gleichmäßige Schweißdrahtzuführung. Allerdings ergeben sich durch diese Gestaltung andere Problem, die mittels der hier vorgestellten Erfindung gelöst werden.To solve this problem, sees the EP 1 457 295 A1 make the arm and hand bifurcated so that in an inner zone of arm and hand the guided welding wire guide cable can swing freely up and down, so that narrow Beigeradien are avoided and the welding wire guide cable with maximum bending radius along the hand and Arm can extend. This design solves the problem indicated and allows a uniform welding wire feed. However, this design results in other problems that are solved by means of the invention presented here.

So ist es im Stand der Technik nachteilig, dass die Leitungsanordnung über die Kontur des Armes und der Hand weit hinaustritt. Dies führt zu einer vergrößerten Störkontur des Roboters. Als Störkontur wird die Kontur des Roboters und deren Anbauteile verstanden, die zur Bestimmung der Beweglichkeit des Roboters in einer Arbeitszelle zu berücksichtigen sind. So muss im Stand der Technik der Roboter in einer Arbeitszelle nicht nur dahingehend eingerichtet werden, dass der Roboter selbst keine Hindernisse in seiner Umgebung berührt, sondern es sind die Bewegungen beispielsweise der Leitungsanordnung mit zu berücksichtigen, da evtl. der Roboter das Hindernis zwar ungehindert passieren kann, jedoch die Gefahr besteht, dass die über die bloße Kontur des Roboters überstehende Leitungsanordnung an einem Hindernis hängenbleibt. Insgesamt wird somit der Arbeitsbereich des Roboters durch eine über die Kontur des Roboters überstehende Leitungsanordnung eingeschränkt sein.So it is disadvantageous in the prior art that the line arrangement on the contour of the arm and hand goes far out. this leads to to an enlarged interference contour of Robot. The outline of the robot and understood their attachments, which determine the mobility of the Robot in a work cell are to be considered. Thus, in the prior art, the robot does not have to be in a workcell only be set up so that the robot itself no It touches obstacles in its environment, but it is to take into account the movements of, for example, the line arrangement, since the robot may pass the obstacle unhindered, however, there is a risk that that is beyond the mere Silhouette of the robot protruding line arrangement on a Obstacle gets stuck. Overall, therefore, the work area of the robot by a projecting beyond the contour of the robot Line arrangement be restricted.

Ein weiteres Problem im Stand der Technik besteht darin, dass die Leitungsanordnung bei einem Schwenken der Hand um einen sehr großen Winkel aus einer konkaven Lage in eine konvexe Lage peitschenartig umschnappen kann. Dies ist nachteilig für die Lebensdauer der Leitungsanordnung und erschwert die Berechenbarkeit der Störkontur des Roboters und damit die eindeutige Festlegung des Arbeitsbereiches. Zudem ist die gleichmäßige Zuführung von Schweißdraht dann nicht mehr gewährleistet.One Another problem in the prior art is that the conduit arrangement swinging the hand around a very large angle a whip around a concave position in a convex position can. This is disadvantageous for the life of the line arrangement and complicates the predictability of the interference contour of the robot and thus the clear definition of the work area. moreover is the uniform supply of welding wire then no longer guaranteed.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Industrieroboter zu schaffen, dessen Störkontur verringert ist. Insbesondere soll der Industrieroboter derart gestaltet sein, dass eine Leitungsanordnung unter geringer Biegung störkonturarm am Roboter geführt werden kann.task The invention is a generic industrial robot to create, whose interference contour is reduced. Especially the industrial robot should be designed so that a line arrangement guided under low bending disturbing contour low on the robot can be.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, das Längenverhältnis einer ersten Schenkellänge des Arms zwischen der Austrittsöffnung und der dritten Drehachse zu einer zweiten Schenkellänge der Hand zwischen der dritten Drehachse und der Eintrittsöffnung in einen Bereich zwischen 1,0 und 2,0 zu legen. Um eine enge Biegung der Leitungsanordnung zu vermeiden, sollen möglichst große Biegeradien für die Leitungsanordnung vorgesehen werden. Sehr große Biegeradien können allerdings eine deutliche Zunahme der Störkontur bedeuten. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, einen möglichst großen Biegeradius für die Leitungsanordnung zuzulassen. Um jedoch die Störkontur nicht durch deutlich über die Kontur des Roboters hervortretende Abschnitte der Leitungsanordnung zu vergrößern, wird vorgeschlagen, die Schenkellänge der Hand gegenüber den bisher bekannten Lösungen deutlich zu vergrößern.According to the invention proposed, the aspect ratio of a first Leg length of the arm between the outlet and the third axis of rotation to a second leg length the hand between the third axis of rotation and the inlet opening in a range between 1.0 and 2.0. To make a tight bend to avoid the line arrangement should be as large as possible Bending radii are provided for the line arrangement. However, very large bending radii can do one Significant increase in the Störkontur mean. According to the invention now provided, the largest possible bending radius for the line arrangement. However, the interference contour not by clearly protruding over the contour of the robot To enlarge sections of the conduit arrangement, it is suggested that the thigh length of the hand opposite significantly increase the previously known solutions.

Alle bisherigen Lösungen verfolgten das Ziel, den Arbeitsbereich des Roboters dadurch groß zu halten, dass die Schenkellänge des Arms möglichst groß gewählt wurde. Dies resultierte in besonders kurze Schenkellängen an der Hand. Kurze Schenkellängen an der Hand führen jedoch zu sehr kleinen Biegeradien an der Leitungsanordnung, wenn die Störkontur gering gehalten werden soll.All Previous solutions pursued the goal of the work area of the robot by keeping the leg length large the arm was chosen as large as possible. This resulted in particularly short leg lengths at the Hand. Lead short thigh lengths by the hand however, to very small bending radii at the line arrangement, though the interference contour should be kept low.

Um nun die Biegeradien für die Leitungsanordnung groß zu halten wird erfindungsgemäße vorgeschlagen, die Drehachse zwischen Arm und Hand in einen mittleren Bereich zwischen einer Austrittsöffnung des Arms und einer Eintrittsöffnung der Hand zu legen, so dass ein größtmöglicher Biegeradius für die Leitungsanordnung realisiert ist und gleichzeitig die Kontur des Roboters im Wesentlichen dem Verlauf der Leitungsanordnung entlang dessen Biegeradius folgt, so dass die Störkontur des Roboters nicht wesentlich durch aus der Kontur des Roboters hervortretende Abschnitte der Leitungsanordnung vergrößert wird.In order to keep the bending radii for the line arrangement large, the invention proposes to place the axis of rotation between arm and hand in a central region between an outlet opening of the arm and an inlet opening of the hand, so that a maximum bending radius for the line arrangement is realized and at the same time the contour of the robot substantially follows the course of the line arrangement along its bending radius, so that the interference contour of the robot is not substantially increased by protruding from the contour of the robot sections of the line arrangement.

Das erfindungsgemäße Längenverhältnis von erster Schenkellänge des Arms zwischen der Austrittsöffnung und der dritten Drehachse zu der zweiten Schenkellänge der Hand zwischen der dritten Drehachse und der Eintrittsöffnung bewirkt eine optimierte Abstimmung zwischen der Anforderung an eine störungsfreie Führung der Leitungsanordnung mit größtmöglichem Biegeradius und der Anforderung an eine möglichst kleine Störkontur des Roboters mit Anbauteilen, wie die Leitungsanordnung selbst.The inventive aspect ratio of first leg length of the arm between the outlet opening and the third axis of rotation to the second leg length the hand between the third axis of rotation and the inlet opening causes an optimized match between the requirement for a trouble-free Management of the pipeline with the greatest possible Bending radius and the requirement for the smallest possible Interference contour of the robot with attachments, such as the line arrangement itself.

Das Längenverhältnis kann insbesondere in einem Bereich zwischen 1,2 und 1,6 liegen. Obwohl die erfindungsgemäße optimierte Abstimmung im Wesentlichen durch das Längenverhältnis bestimmt wird, können nebengeordnete Effekte einen gewissen, wenn auch geringeren Einfluss auf die Optimierung nehmen. So können die Dimensionen von Austrittsöffnung des Arms und Eintrittsöffnung der Hand, sowie der Durchmesser der Leitungsanordnung Einfluss nehmen, weshalb das Längenverhältnis nicht auf einen starren Wert für allen Anwendungsfälle eingeschränkt werden kann, sondern eine gewisse Bandbreite umfasst.The Aspect ratio can be especially in one area between 1.2 and 1.6. Although the inventive optimized tuning mainly by the aspect ratio is determined, sibling effects can have a certain, although less impact on the optimization. So can the dimensions of the outlet opening of the arm and inlet the hand, as well as the diameter of the line arrangement, why the aspect ratio is not rigid Value restricted for all applications but includes some bandwidth.

Für übliche Durchmesserverhältnisse von beispielsweise Drahtzuführungen von Lichtbogen-Schweißausstattungen kann das Längenverhältnis in spezieller Ausgestaltung in einem Bereich zwischen 1,4 und 1,5 liegt.For usual Diameter ratios of, for example, wire feeders of arc welding equipment can the aspect ratio in a special embodiment in a range between 1.4 and 1.5 lies.

In der speziellsten für Drahtzuführungen von Lichtbogen-Schweißausstattungen optimierten Ausgestaltung kann das Längenverhältnis 1,43 betragen.In the most special for wire feeders of arc welding equipment optimized design, the aspect ratio 1.43.

Der Arm kann gabelförmig mit zwei ersten Schenkeln ausgebildet sein, deren freie Enden die dritte Drehachse bilden. Durch die gabelförmige Gestaltung wird die Leitungsanordnung zwischen den beiden Schenkeln des gabelförmigen Arms eingefangen, d. h. die Leitungsanordnung verläuft in einem Zwischenraum zwischen den beiden Schenkeln des gabelförmigen Arms.Of the Arm can be forked with two first legs be, whose free ends form the third axis of rotation. Through the forked Design will be the line arrangement between the two thighs the forked arm caught, d. H. the line arrangement runs in a space between the two thighs the forked arm.

In analoger Weise kann die Hand gabelförmige mit zwei zweiten Schenkeln ausgebildet sein, deren freie Enden die dritte Drehachse bilden.In analogously, the hand can forked with two second Legs may be formed, the free ends of the third axis of rotation form.

Wie der Arm kann die Hand gabelförmig mit zwei ersten Schenkeln ausgebildet sein, deren freie Enden die dritte Drehachse bilden. Durch die gabelförmige Gestaltung wird auch dort die Leitungsanordnung zwischen den beiden Schenkeln der gabelförmigen Hand eingefangen, d. h. die Leitungsanordnung verläuft in einem Zwischenraum zwischen den beiden Schenkeln der gabelförmigen Hand.As The arm can fork your hand with two first thighs be formed, whose free ends form the third axis of rotation. Due to the fork-shaped design is also there the line arrangement caught between the two thighs of the forked hand, d. H. the piping runs in a gap between the two thighs of the forked hand.

Um die Leitungsanordnung in ihrer lateralen Beweglichkeit einzugrenzen, können die beiden Schenkel der gabelförmigen Hand nach innen in Richtung der Leitungsanordnung weisende Führungsflächen aufweisen, welche seitliche Bewegungen der Leitungsanordnung begrenzen. Die Führungsflächen können bezüglich der Leitungsanordnung konvex geformt sein, so dass bei einer Bewegung der Leitungsanordnung in einer zur Schwenkachse der Hand senkrechten Ebene die Leitungsanordnung zwischen die Schenkel der gabelförmigen Hand zentriert d. h. trichterartig in einen mittlere Position geführt wird. Die Führungsflächen können durch Oberflächen der Schenkel des Handbauteils gebildet werden.Around to narrow the line arrangement in its lateral mobility, can the two legs of the forked hand inwardly in the direction of the line arrangement facing guide surfaces have, which limit lateral movements of the line arrangement. The guide surfaces can with respect the conduit arrangement be convex, so that during a movement the conduit arrangement in a direction perpendicular to the pivot axis of the hand Lay the line between the legs of the forked hand centered d. H. funnel-like led into a middle position becomes. The guide surfaces can through Surfaces of the legs of the hand component are formed.

Das Armbauteil sowie das Handbauteil kann insbesondere aus Aluminiumguß hergestellt sein.The Armbauteil and the manual component can in particular made of cast aluminum be.

In allen erfindungsgemäßen Ausgestaltungen kann der Arm gabelförmig mit zwei ersten Schenkeln ausgebildet sein, wobei die beiden Schenkel über eine Querstrebung miteinander verbunden sind. Die Querverstrebung kann die Austrittsöffnung aufweisen. Wenn die Querverstrebung die Austrittsöffnung aufweist, kann die Querverstrebung eine erste Strebe und eine zweite Strebe aufweisen, wobei die Streben die Austrittsöffnung von zwei gegenüberliegenden Seiten begrenzen. Die Streben können insbesondere bogenförmig jeweils einem Kreisbogenabschnitt einer kreisförmigen Austrittsöffnung folgend ausgebildet sein.In all embodiments of the invention, the Arm fork-shaped with two first legs, wherein the two legs via a cross brace with each other are connected. The cross brace may be the outlet exhibit. When the crossbar is the outlet the cross-brace may have a first brace and a second brace Have strut, wherein the struts the outlet opening from two opposite sides. The aspirations can in particular arcuately in each case a circular arc section formed following a circular outlet opening be.

Die Erfindung bezieht sich auch auf Industrieroboter aufweisend einen Arm mit einem Grundkörper, der eine Austrittsöffnung für eine Leitungsanordnung aufweist, an welchem Grundkörper zur Bildung eines gabelförmigen Arms sich ein erster Schenkel und ein zweiter Schenkel von gegenüberliegenden Positionen der Austrittsöffnung weg erstreckt. Eine weitergehende Verbesserung im Hinblick auf eine Optimierung eines störkonturarmen Roboters ergibt sich dadurch, dass der erste Schenkel und der zweite Schenkel mit ihren festen Enden an von der diametralen Lage abweichenden Positionen des Grundkörpers des Arms festgelegt sind.The The invention also relates to industrial robots having a Arm with a basic body, which has an outlet opening for a line arrangement, on which base body to form a fork-shaped arm, a first leg and a second leg from opposite positions the outlet opening extends away. An advanced one Improvement in terms of optimizing a low-distortion robot results from the fact that the first leg and the second leg with their fixed ends deviating from the diametrical position Positions of the main body of the arm are fixed.

Im Stand der Technik werden die beiden Schenkel von gabelförmigen Roboterarmen entweder lediglich spiegelsymmetrisch zur zweiten Drehachse, durch welche ein vorderer Teil des Arms bezüglich eines hinteren Teils des Arms zu verdrehen ist, an dem Grundkörper des Arms positioniert ( EP 1 457 295 A1 ) oder sowohl spiegelsymmetrisch als auch rotationssymmetrisch zur zweiten Drehachse positioniert ( EP 1 131 190 B1 ).In the prior art, the two legs of fork-shaped robot arms are either only mirror-symmetrical to the second axis of rotation, through which a front part of the arm is to be rotated with respect to a rear part of the arm, positioned on the main body of the arm ( EP 1 457 295 A1 ) or both mirror-symmetric as also rotationally symmetrical to the second axis of rotation positioned ( EP 1 131 190 B1 ).

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen die beiden Schenkel ausschließlich rotationssymmetrisch und nicht spiegelsymmetrisch zur zweiten Drehachse zu positionieren.According to the invention now provided the two legs exclusively rotationally symmetrical and not to position mirror symmetry to the second axis of rotation.

In einer konkreten Ausgestaltung können dazu die festen Enden des ersten und zweiten Schenkels in entgegengesetzte Richtungen von der diametralen Lage weg versetzt positioniert sein.In a concrete embodiment can to the fixed ends of the first and second legs in opposite directions be positioned offset from the diametrical position away.

Die festen Enden des ersten und zweiten Schenkels können insbesondere in entgegengesetzte tangentialen Richtungen von der diametralen Lage weg versetzt positioniert sein.The fixed ends of the first and second leg may in particular in opposite tangential directions from the diametrical Position away offset.

In all diesen Ausgestaltungen können die freien Enden des ersten und zweiten Schenkels zur Bildung einer Lagerstelle für eine Schwenkachse einer Hand in diametraler Lage positioniert sein. In dieser Ausgestaltung gehen ausschließlich rotationssymmetrisch und nicht spiegelsymmetrisch zur zweiten Drehachse positionierte feste Enden der Schenkel in sowohl spiegelsymmetrisch als auch rotationssymmetrisch positionierte freien Enden der Schenkel des Arms über. Dadurch wird eine Störkontur des Roboters geschaffen, welche beispielsweise eine Leitungsanordnung derart vollständig umfängt, so dass die Leitungsanordnung auch in gebogener Gestalt nicht mehr über die eigentliche Kontur des Roboters hinaussteht und folglich die Leitungsanordnung die Störkontur des Roboters nicht vergrößert. Dies hat den Vorteil, dass der Betreiber des Roboters aufgrund des konstruktiven bekannten geometrischen Aufbaus des Roboters über die tatsächliche Störkontur im Klaren ist und keine durch die Leitungsanordnung zusätzlich einzubeziehende Störkonturerweiterung mit berücksichtigt werden muss.In all these designs can be the free ends of the first and second leg to form a bearing for a pivot axis of a hand to be positioned in a diametrical position. In this embodiment, only rotationally symmetrical and not mirror-symmetrically positioned to the second axis of rotation solid ends of the legs in both mirror-symmetric and rotationally symmetric positioned free ends of the legs of the arm over. As a result, an interference contour of the robot is created, which For example, a line arrangement so completely encloses, so that the line arrangement also in curved Form no longer protrudes beyond the actual contour of the robot and consequently the line arrangement the interference contour of the robot not enlarged. This has the advantage that the Operator of the robot due to the constructive known geometric structure of the robot over the actual interference contour is clear and no additional through the line arrangement to be included interfering contour extension included must become.

Die genannten speziellen Gestaltungen des Industrieroboters hinsichtlich der Positionierung der Schenkel des Armes können mit den besonderen Längenverhältnissen, wie erfindungsgemäß definiert kombiniert sein.The with regard to specific designs of the industrial robot The positioning of the legs of the arm can with the special length ratios, as defined combined according to the invention be.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Alle Merkmale dieses konkreten Ausführungsbeispiels können weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren.The Invention is closer based on an embodiment explained. All features of this specific embodiment can further advantageous embodiments of the invention reveal.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Industrieroboters; 1 a perspective view of an industrial robot according to the invention;

2 eine erste Seitenansicht des Industrieroboters nach 1; 2 a first side view of the industrial robot according to 1 ;

3 eine zweite Seitenansicht des Industrieroboters nach 1 aus einer zur 2 gegenüberliegenden Ansicht; 3 a second side view of the industrial robot according to 1 from one to 2 opposite view;

4 eine perspektivische Ansicht von vorne rechts eines Arms des Industrieroboters nach 1 mit Hand; 4 a perspective view from the front right of an arm of the industrial robot according to 1 with hand;

5 eine perspektivische Ansicht von vorne links des Arms nach 4; 5 a perspective view from the front left of the arm after 4 ;

6 eine perspektivische Ansicht von hinten des Arms nach 4; 6 a perspective view from behind the arm after 4 ;

Die 1 zeigt einen Industrieroboter 1 mit einem Grundgestellt 2 an dem ein Karussel 3 um eine erste vertikale Achse A1 drehbar gelagert und mittels eines ersten Antriebsmotors M1 drehangetrieben ist. An dem Karussel 3 ist eine Schwinge 4 um eine zweite horizontale Achse A2 auf und ab schwenkbar gelagert und mittels eines zweiten Antriebsmotors M2 drehangetrieben. Die Schwinge 4 trägt einen Arm 5, der um eine dritte horizontale Achse A3 auf und ab schwenkbar gelagert und mittels eines dritten Antriebsmotors M3 drehangetrieben ist. Der Arm 5 weist einen Flansch 6 auf, der den Arm 5 an die Schwinge 4 koppelt. An einer der Schwinge abgewandten Seite des Flansches 6 ist eine vierte Achse A4 vorgesehen, welche in Längserstreckung des Armes 5 verläuft und über einen vierten Antriebsmotors M4 einen Grundkörper 7 des Arms 5 drehantreibt. Von dem Grundkörper 7 erstrecken sich ein erster Schenkel 8 des Armes 5 und ein zweiter Schenkel 9 des Armes 5 gabelförmig in Richtung einer Hand 10 des Industrieroboters 1 nach vorne. Die beiden Schenkel 8 und 9 weisen jeweils ein festes Ende 11, 12 und ein freies Ende 13, 14 auf. Über die festen Enden 11, 12 sind die beiden Schenkel 8 und 9 an dem Grundkörper 7 festgelegt. Die freien Enden 13, 14 tragen eine Lagerung für freie Enden 15 und 16 der Hand 10. Die Lagerung definiert eine fünfte Achse A5 des Industrieroboters 1, um welche die Hand 10 mittels eines fünften Antriebsmotors M5 schwenkbar bewegt werden kann. Ergänzend weist die Hand 10 eine sechste Achse A6 auf, um einen Befestigungsflansch 17 mittels eines sechsten Antriebsmotors M6 drehbar antreiben zu können. Im dargestellten Beispiel trägt der Befestigungsflansch 17 eine Lichtbogenschweissdüse 18, die ein Werkzeug des Industrieroboters 1 repräsentiert. Von der Lichtbogenschweissdüse 18 läuft eine Leitungsanordnung 19 in einem zentralen Bereich des Armes 5 nach hinten zu einer Prozessvorrichtung 20. Über die Prozessvorrichtung 20 kann beispielsweise Schutzgas und ein Schweissdraht an die Lichtbogenschweissdüse 18 zugeführt werden.The 1 shows an industrial robot 1 with a basic position 2 where a carousel 3 is rotatably mounted about a first vertical axis A1 and rotationally driven by means of a first drive motor M1. At the carousel 3 is a swingarm 4 mounted pivotably about a second horizontal axis A2 up and down and rotationally driven by means of a second drive motor M2. The swingarm 4 carries an arm 5 which is pivotally mounted about a third horizontal axis A3 up and down and rotatably driven by a third drive motor M3. The arm 5 has a flange 6 on, the arm 5 to the swingarm 4 coupled. On one side of the flange facing away from the rocker 6 is provided a fourth axis A4, which in the longitudinal extension of the arm 5 runs and a fourth drive motor M4 a body 7 of the arm 5 rotatably driving. From the main body 7 extend a first leg 8th of the arm 5 and a second leg 9 of the arm 5 forked in the direction of a hand 10 of the industrial robot 1 Forward. The two thighs 8th and 9 each have a fixed end 11 . 12 and a free end 13 . 14 on. About the tight ends 11 . 12 are the two thighs 8th and 9 on the body 7 established. The free ends 13 . 14 wear a storage for free ends 15 and 16 the hand 10 , The bearing defines a fifth axis A5 of the industrial robot 1 to which the hand 10 can be moved pivotally by means of a fifth drive motor M5. In addition, the hand points 10 a sixth axis A6 to a mounting flange 17 to be able to drive rotatably by means of a sixth drive motor M6. In the example shown, the mounting flange carries 17 an arc welding nozzle 18 , which is a tool of the industrial robot 1 represents. From the arc welding nozzle 18 runs a line arrangement 19 in a central area of the arm 5 back to a process device 20 , About the process device 20 can, for example, protective gas and a welding wire to the arc welding nozzle 18 be supplied.

2 zeigt eine erste Seitenansicht des Industrieroboters 1 und 3 eine zweite Seitenansicht des Industrieroboters 1 aus einer zur 2 gegenüberliegenden Ansicht. Der Industrieroboter 1 trägt den Arm 5 mit dem Grundkörper 7. Der Grundkörper 7 weist eine Austrittsöffnung 21 (4) für die Leitungsanordnung 19 auf. Vom Grundkörper 7 erstreckt sich zur Bildung eines gabelförmigen Arms 5 der erste Schenkel 8 und der zweite Schenkel 9 von gegenüberliegenden Positionen der Austrittsöffnung 21 weg nach vorne in Richtung der Hand 10. Der erste Schenkel 8 und der zweite Schenkel 9 sind mit ihren festen Enden 11 und 12 an von der diametralen Lage abweichenden Positionen des Grundkörpers 7 des Arms 5 festgelegt. Sowohl in der Seitenansicht nach 2, als auch in der Seitenansicht nach 3 ist zu erkennen, dass die festen Enden 11 und 12 nicht parallel zueinander verlaufend angeordnet sind. Dann müssten die Schenkel 8 und 9 in den gezeigten Ansichten nach 2 und 3 deckungsgleich hintereinander liegen. Tatsächlich sind erfindungsgemäß die festen Enden 11 und 12 des ersten und zweiten Schenkels 8 und 9 in entgegengesetzte Richtungen, d. h. der eine Schenkel nach oben und der andere Schenkel nach unten, wie in den 2 und 3 dargestellt, von der diametralen Lage weg versetzt positioniert. Dieser Versatz wird im dargestellten Beispiel erreicht, indem die festen Enden 11 und 12 des ersten Schenkels 8 und zweiten Schenkels 9 in entgegengesetzte tangentiale Richtungen (R1 und R2 in 4) von der diametralen Lage L weg versetzt positioniert sind. Weiterhin verbleiben jedoch die freien Enden 13 und 14 des ersten Schenkels 8 und zweiten Schenkels 9 zur Bildung einer Lagerstelle für eine Schwenkachse A5 der Hand 10 in diametraler Lage positioniert, d. h. die freien Enden 13 und 14 liegen in den gezeigten Ansichten nach 2 und 3 tatsächlich deckungsgleich hintereinander. 2 shows a first side view of the industrial robot 1 and 3 a second side view of the industrial robot 1 from one to 2 opposite view. The industrial robot 1 carries the arm 5 with the main body 7 , The main body 7 has an outlet opening 21 ( 4 ) for the line arrangement 19 on. From the main body 7 extends to form a forked arm 5 the first leg 8th and the second leg 9 from opposite positions of the outlet opening 21 way forward in the direction of the hand 10 , The first leg 8th and the second leg 9 are with their tight ends 11 and 12 at deviating from the diametrical position positions of the body 7 of the arm 5 established. Both in the side view 2 , as well as in the side view 3 it can be seen that the fixed ends 11 and 12 are not arranged parallel to each other. Then the thighs would have to 8th and 9 in the views shown 2 and 3 congruent lie one behind the other. In fact, according to the invention, the fixed ends 11 and 12 the first and second thigh 8th and 9 in opposite directions, ie the one leg up and the other leg down, as in the 2 and 3 shown offset from the diametrical position away. This offset is achieved in the example shown by the fixed ends 11 and 12 of the first thigh 8th and second thigh 9 in opposite tangential directions (R1 and R2 in 4 ) are positioned offset away from the diametral position L. Furthermore, however, remain the free ends 13 and 14 of the first thigh 8th and second thigh 9 for forming a bearing for a pivot axis A5 of the hand 10 positioned in diametral position, ie the free ends 13 and 14 lie in the views shown 2 and 3 actually congruent one behind the other.

Die 4 bis 6 zeigen den Arm 5 in verschiedenen perspektivischen Ansichten. 4 zeigt den Versatz der festen Enden 11 und 12 des ersten Schenkels 8 und zweiten Schenkels 9 in entgegengesetzte tangentiale Richtungen, wie durch die Pfeile, insbesondere R1 und R2 angedeutet. Dieser Versatz bezieht sich auf die gedachten Mittellinien ml1 und ml2 der beiden Schenkel 8 und 9, die aus einer horizontalen Ebene, die durch den Durchmesser der Austrittsöffnung 21 verläuft, heraus versetzt sind. Dabei ist das eine feste Ende 12 des Schenkels 8 nach unten versetzt und das andere feste Ende 11 des Schenkels 9 nach oben versetzt.The 4 to 6 show the arm 5 in different perspective views. 4 shows the offset of the fixed ends 11 and 12 of the first thigh 8th and second thigh 9 in opposite tangential directions, as indicated by the arrows, in particular R1 and R2. This offset refers to the imaginary center lines ml1 and ml2 of the two limbs 8th and 9 coming from a horizontal plane passing through the diameter of the outlet 21 runs, are out of place. This is a solid end 12 of the thigh 8th offset down and the other fixed end 11 of the thigh 9 offset upwards.

Die zwei Schenkel 8 und 9 des gabelförmigen Arms 5 sind über eine Querstrebung 22 miteinander verbunden. Die Querverstrebung 22 umfasst die Austrittsöffnung 21, d. h. die Austrittsöffnung 21 ist in die Querverstrebung 22 eingebracht. Die Querverstrebung 22 weist eine erste Strebe 23 und eine zweite Strebe 24 auf, wobei die Streben 23 und 24 die Austrittsöffnung 21 von zwei gegenüberliegenden Seiten begrenzen. Die Streben 23 und 24 sind bogenförmig jeweils einem Kreisbogenabschnitt der kreisförmigen Austrittsöffnung 21 folgend ausgebildet.The two thighs 8th and 9 the forked arm 5 are about a cross-bracing 22 connected with each other. The cross brace 22 includes the outlet opening 21 ie the outlet opening 21 is in the cross bracing 22 brought in. The cross brace 22 has a first strut 23 and a second strut 24 on, being the struts 23 and 24 the exit opening 21 from two opposite sides. The aspiration 23 and 24 are arcuate in each case a circular arc portion of the circular outlet opening 21 formed following.

In der 6 ist zudem die Eintrittsöffnung 25 der Hand 10 dargestellt. Die erste Schenkellänge SL1 des Arms 5 zwischen der Austrittsöffnung 21 und der dritten Drehachse (A5) definiert sich durch den in 6 gezeigten Abstand SL1. Die zweite Schenkellänge SL2 der Hand 10 zwischen der dritten Drehachse (A5) und der Eintrittsöffnung 25 definiert sich durch den in 6 gezeigten Abstand SL2.In the 6 is also the entrance opening 25 the hand 10 shown. The first thigh length SL1 of the arm 5 between the outlet 21 and the third rotation axis (A5) is defined by the in 6 shown distance SL1. The second leg length SL2 of the hand 10 between the third axis of rotation (A5) and the inlet opening 25 is defined by the in 6 shown distance SL2.

Die Streben 23 und 24 dienen auch der Versteifung des gabelförmigen Arms 5, so dass die Schenkel 8 und 9, sowie der Grundkörper 7 gewichstreduziert hergestellt werden können. Zudem wird durch die skelettartige Konstruktion des Arms 5 Platz geschaffen, um die Antriebsmotoren M5 und M6 platzsparend und konturnahe an dem Arm 5 befestigen zu können.The aspiration 23 and 24 also serve to stiffen the forked arm 5 so that the thighs 8th and 9 , as well as the main body 7 can be produced with reduced weight. In addition, due to the skeletal construction of the arm 5 Space created to save the drive motors M5 and M6 space-saving and contour close to the arm 5 to be able to fasten.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- EP 1457295 A1 [0002, 0003, 0021]
- EP 1131190 B1 [0021]

Claims

Industrial robots ( 1 ) - a rocker ( 4 ), - one arm ( 5 ) pivotable about a first axis of rotation (A3) on the rocker ( 4 ) and a second axis of rotation (A4), through which a front part of the arm ( 5 ) with respect to a rear part of the arm ( 5 ), whereby the arm ( 5 ) an outlet opening ( 21 ) for a management order ( 19 ), - a hand ( 10 ) pivotable about a third axis of rotation (A5) on the arm ( 5 ), whereby the hand ( 10 ) an entrance opening ( 25 ) for the management order ( 19 ), characterized in that the aspect ratio - a first leg length (SL1) of the arm ( 5 ) between the exit opening ( 21 ) and the third axis of rotation (A5) to - a second leg length (SL2) of the hand ( 10 ) between the third axis of rotation (A5) and the inlet opening ( 25 ) is in a range between 1.0 and 2.0.

Industrial robot according to claim 1, characterized in that that the aspect ratio is in a range between 1.2 and 1.6.

Industrial robot according to claim 2, characterized that the aspect ratio is in a range between 1.4 and 1.5.

Industrial robot according to claim 3, characterized that the aspect ratio is 1.43.

Industrial robot according to one of claims 1 to 4, characterized in that the arm ( 5 ) bifurcated with two first legs ( 8th . 9 ) is formed, whose free ends ( 13 . 14 ) have the third axis of rotation (A5).

Industrial robot according to one of claims 1 to 5, characterized in that the hand ( 10 ) bifurcated with two second legs ( 15 . 16 ) is formed, whose free ends form the third axis of rotation (A5).

Industrial robot according to one of claims 1 to 6, characterized in that the arm ( 5 ) bifurcated with two first legs ( 8th . 9 ) is formed and the two legs ( 8th . 9 ) over a cross-bracing ( 22 . 23 . 24 ) are interconnected.

Industrial robot according to claim 7, characterized in that the cross-bracing ( 222 ) the outlet opening ( 21 ) having.

Industrial robot according to claim 8, characterized in that the cross-bracing ( 22 ) a first strut ( 23 ) and a second strut ( 24 ), wherein the struts ( 23 . 24 ) the outlet opening ( 21 ) from two opposite sides.

Industrial robot according to claim 9, characterized in that the struts ( 23 . 24 ) arcuately each a circular arc portion of a circular outlet opening ( 21 ) are formed following.

Industrial robot having an arm ( 5 ) with a basic body ( 7 ), which has an outlet opening ( 21 ) for a management order ( 19 ), on which basic body ( 7 ) to form a forked arm ( 5 ) a first leg ( 8th ) and a second leg ( 9 ) from opposite positions of the outlet opening ( 21 ), characterized in that the first leg ( 8th ) and the second leg ( 9 ) with their fixed ends ( 11 . 12 ) at positions deviating from the diametral position of the basic body ( 7 ) of the arm ( 5 ).

Industrial robot according to claim 11, characterized in that the fixed ends ( 11 . 12 ) of the first ( 8th ) and second leg ( 9 ) are positioned offset in opposite directions away from the diametral position.

Industrial robot according to claim 12, characterized in that the fixed ends ( 11 . 12 ) of the first ( 8th ) and second leg ( 9 ) are positioned offset in opposite tangential directions away from the diametral position.

Industrial robot according to one of claims 11 to 13, characterized in that the free ends ( 13 . 14 ) of the first ( 8th ) and second leg ( 9 ) for forming a bearing for a pivot axis (A5) of a hand ( 10 ) are positioned in diametrical position.

Industrial robot according to one of claims 11 up to 14 with an aspect ratio of a first (SL1) and second leg length (SL2) according to a of claims 1 to 10.