DE102020110339A1

DE102020110339A1 - Industrieller Roboter und Verfahren zur Erweiterung dessen Reichweite

Info

Publication number: DE102020110339A1
Application number: DE102020110339.5A
Authority: DE
Inventors: Morio Oowaki; Tomoyuki Motokado; Toshihiko Inoue; Takayuki Iida
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-04-25
Filing date: 2020-04-15
Publication date: 2020-10-29
Also published as: CN111843982A; JP7048538B2; US11370109B2; JP2020179467A; US20200338718A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt einen Industrieroboter bereit, umfassend: ein erstes Element (5) und ein zweites Element (10), die so gelagert sind, dass sie um eine bestimmte Achse relativ drehbar sind, und die jeweils einen hohlen Abschnitt (10A, 30) aufweisen, der sich entlang der Achse erstreckt; ein zylindrisches Element (31), das in die hohlen Abschnitte des ersten Elements und des zweiten Elements entlang der Achse eingeführt und an dem ersten Element befestigt ist; und ein Kabel (34), das in einem zylindrischen Spalt zwischen dem zylindrischen Element, dem ersten Element und dem zweiten Element so angeordnet ist, dass es sich entlang einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Elements erstreckt, wobei das Kabel eine zusätzliche Länge besitzt, die eine relative Drehung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ermöglicht, und ein Ende an dem ersten Element und ein anderes Ende an dem zweiten Element befestigt ist. Das zweite Element umfasst einen ersten Abschnitt (15), der drehbar vom ersten Element getragen wird, einen zweiten Abschnitt (16), der das Ende des Kabels fixiert, und einen zylindrischen dritten Abschnitt (17), der in Achsrichtung zwischen dem zweiten Abschnitt und dem ersten Abschnitt in Reihe verbunden ist, und der dritte Abschnitt besitzt eine Innenumfangsfläche, die dem Spalt zugewandt ist und einem Reibungsverringerungsverfahren zur Verringerung der Reibung

Description

{Technisches Gebiet }
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Industrieroboter und ein Verfahren zur Verlängerung der Reichweite eines Industrieroboters.
{Hintergrund der Technik}
Es ist ein Industrieroboter bekannt, der mit einem hohlen Handgelenkelement, einem hohlen Arm, der das Handgelenkelement so trägt, dass das Handgelenkelement um eine bestimmte Achse drehbar ist, einem zylindrischen Hülsenbauteil, das in den Arm entlang der Achse bis zur Innenseite des Handgelenkelements eingeführt wird, und einem Kabel, das entlang des Außenumfangs des Hülsenbauteils gewickelt ist, so dass es mit einem Motor im Inneren des Handgelenkelements verbunden werden kann (siehe z.B. PTL 1), ausgestattet ist. In diesem Fall wird zudem das Kabel lose gewickelt, um eine zusätzliche Länge zu erhalten, so dass eine übermäßige Krafteinwirkung auf das Kabel auch dann vermieden wird, wenn die Weglänge durch die Drehung des Handgelenkelements um die Achse relativ zum Arm verändert wird.
{Zitierliste}
{Patentliteratur}
{PTL 1} Ungeprüfte Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2018-192607
{Zusammenfassung der Erfindung}
{Technisches Problem}
Dieser Aufbau ist relativ einfach, bietet aber eine hohe Zuverlässigkeit; da jedoch das Handgelenkelement in Achsrichtung länger wird und der Motor am distalen Ende des Handgelenks platziert ist, wird die Kabellänge länger, wodurch das Kabel anfälliger für den Einfluss seines Eigengewichts wird. Mit anderen Worten, es besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass das Kabel unverhältnismäßig zur unteren Seite des Hülsenbauteils hin angeordnet ist, wodurch das Verhalten des Kabels instabil wird, wenn das Handgelenkelement gedreht wird, und das Kabel die Innenfläche des an der Außenseite angeordneten Arms berührt.
Daher ist es wünschenswert, das Kabel trotz der Verlängerung der Gesamtlänge des Handgelenkelements in einem geeigneten Zustand zu halten.
{Problemlösung}
Gemäß einem Aspekt stellt die vorliegende Offenlegung einen Industrieroboter bereit, umfassend: ein erstes Element und ein zweites Element, die so gelagert sind, dass sie relativ um eine bestimmte Achse drehbar sind, und die jeweils einen hohlen Abschnitt aufweisen, der sich entlang der Achse erstreckt; ein zylindrisches Element, das in die hohlen Abschnitte des ersten Elements und des zweiten Elements entlang der Achse eingeführt und an dem ersten Element befestigt ist; und ein Kabel, das in einem zylindrischen Spalt zwischen dem zylindrischen Element, dem ersten Element und dem zweiten Element so angeordnet ist, dass es sich entlang einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Elements erstreckt, wobei das Kabel eine zusätzliche Länge aufweist, die eine relative Drehung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ermöglicht, und wobei ein Ende an dem ersten Element und ein anderes Ende an dem zweiten Element befestigt ist. Das zweite Element umfasst einen ersten Abschnitt, der drehbar von dem ersten Element getragen wird, einen zweiten Abschnitt, der das Ende des Kabels fixiert, und einen zylindrischen dritten Abschnitt, der in Achsrichtung zwischen dem zweiten Abschnitt und dem ersten Abschnitt in Reihe verbunden ist, und der dritte Abschnitt besitzt eine Innenumfangsfläche, die dem Spalt zugewandt ist und einem Reibungsreduktionsverfahren zur Verringerung der Reibung mit dem Kabel unterzogen wurde.
Figurenliste

{1} 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Industrieroboters nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
{2} 2 ist eine vertikale Teilschnittdarstellung eines zweiten Arms und einer Handgelenkeinheit des in 1 dargestellten Industrieroboters.
{3} 3 ist eine vertikale Schnittdarstellung eines dritten Abschnitts, der ein erstes Handgelenkelement der in 2 dargestellten Handgelenkeinheit darstellt.
{4} 4 ist eine vertikale Teilschnittansicht eines zweiten Arms und einer Handgelenkeinheit einer Modifikation des in 1 dargestellten Industrieroboters.
{5} 5 ist eine vertikale Teilschnittansicht eines zweiten Arms und einer Handgelenkeinheit einer weiteren Modifikation des in 1 dargestellten Industrieroboters.
{6} 6 ist eine vertikale Teilschnittansicht eines zweiten Arms und einer Handgelenkeinheit eines Industrieroboters in einem Zustand der kürzesten Reichweite, und ist eine Ansicht, die ein Verfahren zur Verlängerung der Reichweite eines Industrieroboters nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
{7} 7 ist eine vertikale Schnittansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem ein zweiter Arm und ein in 6 dargestelltes Handgelenkelement abgekoppelt sind und ein Hülsenbauteil entfernt wurde.
{8} 8 ist eine vertikale Schnittansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem ein dritter Abschnitt zwischen einem ersten und einem zweiten Abschnitt, die in 7 dargestellt sind, verbunden ist und ein längeres Hülsenbauteil eingesetzt ist. {Beschreibung der Ausführungsformen}
Ein Industrieroboter 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Wie in 1 dargestellt, ist der Industrieroboter 1 nach dieser Ausführungsform mit einer Drehtrommel 3 ausgestattet, die von einer auf dem Boden installierten Basis 2 getragen wird, sodass die Drehtrommel 3 um eine erste Achse A senkrecht zur Basis 2 rotieren kann, sowie mit einem ersten Arm 4, der von der Drehtrommel 3 um eine zweite Achse B schwenkbar getragen wird. Der Industrieroboter 1 ist außerdem mit einem zweiten Arm (erstes Element) 5 ausgestattet, der von einem distalen Ende des ersten Arms 4 getragen wird, sodass der zweite Arm 5 um eine dritte Achse C parallel zur zweiten Achse B schwenken kann, sowie mit einem Handgelenk 6 mit dreiachsiger Struktur, das am distalen Ende des zweiten Arms 5 installiert ist.
Ein erster Motor 7, der die Drehtrommel 3 antreibt, und ein zweiter Motor 8, der den ersten Arm 4 antreibt, sind an der Drehtrommel 3 befestigt. Untersetzungsgetriebe (nicht abgebildet) sind zwischen der Basis 2 und der Drehtrommel 3 und zwischen der Drehtrommel 3 und dem ersten Arm 4 angeordnet. Die Umdrehungen des ersten Motors 7 und des zweiten Motors 8 werden durch die Untersetzungsgetriebe reduziert und auf die Drehtrommel 3 und den ersten Arm 4 übertragen, sodass die Drehtrommel 3 und der erste Arm 4 mit größeren Drehmomenten gedreht werden.
Ein dritter Motor 9, der den zweiten Arm 5 relativ zum ersten Arm 4 antreibt, ist am zweiten Arm 5 befestigt. Die Antriebskraft des dritten Motors 9 wird durch ein zwischen dem ersten Arm 4 und dem zweiten Arm 5 angeordnetes Untersetzungsgetriebe 50 verstärkt, und ein dadurch erzeugtes großes Drehmoment bewirkt, dass der zweite Arm 5 relativ zum ersten Arm 4 schwenkt.
Das Handgelenk 6 ist mit einem ersten Handgelenkelement (zweites Element) 10 ausgestattet, das am distalen Ende des zweiten Arms 5 montiert ist und drehbar um eine vierte Achse (Längsachse des zweiten Arms 5 oder Achse) D gelagert ist, die gegenüber der dritten Achse C versetzt ist und die erste Achse A schneidet. Ein zweites Handgelenkelement 11, das drehbar um eine fünfte Achse E gelagert ist, die die vierte Achse D schneidet, ist an der distalen Endseite des ersten Handgelenkelements 10 installiert. Ein drittes Handgelenkelement 12, das um eine sechste Achse F drehbar gelagert ist, die als letzte Achse dient und die fünfte Achse E schneidet, ist an der distalen Endseite des zweiten Handgelenkelements 11 installiert.
Ein vierter Motor 13, der das erste Handgelenkelement 10 antreibt, ist am zweiten Arm 5 befestigt wie der dritte Motor 9, der den zweiten Arm 5 antreibt.
Wie in 1 dargestellt, ist der zweite Arm 5 mit einer zweiten Armbasis (erstes Element) 14 ausgestattet, die am distalen Ende des ersten Arms 4 um die dritte Achse C schwenkbar montiert ist.
Wie in 2 dargestellt, ist die zweite Armbasis 14 mit einem hohlen Abschnitt ausgestattet, der entlang der vierten Achse D durchdringt.
Das erste Handgelenkelement 10 ist so gelagert, dass es um die vierte Achse D relativ zur zweiten Armbasis 14 drehbar ist.
Das erste Handgelenkelement 10 ist mit einem ersten Abschnitt 15, einem zweiten Abschnitt 16 und einem dritten Abschnitt 17 ausgestattet, die entlang der vierten Achse D in Reihe verbunden sind. Der erste Abschnitt 15 ist innerhalb des hohlen Teils der zweiten Armbasis 14 installiert, so dass er durch ein Lager 38 um die vierte Achse D drehbar ist. Der zweite Abschnitt 16 trägt das zweite Handgelenkelement 11, sodass sich das zweite Handgelenkelement 11 um die fünfte Achse E drehen kann.
Der dritte Abschnitt 17 ist zwischen dem ersten Abschnitt 15 und dem zweiten Abschnitt 16 angeordnet und wird mit dem ersten Abschnitt 15 und dem zweiten Abschnitt 16 verschraubt. Wie in 3 dargestellt, sind Flansche 18 und 19, die eine innere Flanschform haben und radial nach innen ragen, jeweils an zwei Enden des dritten Abschnitts 17 ausgebildet, wobei Durchgangslöcher 20 im Flansch 18 und Schraubenlöcher 21 im Flansch 19 ausgebildet sind.
Ein hohles erstes Handgelenkelement 10, das aus dem ersten Abschnitt 15, dem zweiten Abschnitt 16 und dem dritten Abschnitt 17 ausgebildet ist, die in Reihe miteinander verbunden sind, kann durch Befestigungsschrauben, die durch die Löcher 22 im ersten Abschnitt 15 in das Schraubenloch 21 im Flansch 19 im dritten Abschnitt 17 und durch Befestigungsschrauben, die durch die Durchgangslöcher 20 im Flansch 18 in die Schraubenlöcher 23 im zweiten Abschnitt 16 gehen, gebildet werden. Der Umriss des ersten Handgelenkelements 10 kann flach und frei von Vorsprüngen gemacht werden, indem die Flansche 18 und 19 radial nach innen vorstehen. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 10A den hohlen Teil des ersten Handgelenkelements 10.
In dieser Ausführungsform hat der dritte Abschnitt 17 eine zylindrische Form und wird durch spanabhebende Bearbeitung mittels eines Drehverfahrens (reibungsreduzierende Behandlung) hergestellt. Dadurch bildet die Innenumfangsfläche des dritten Abschnitts 17 eine glatte Schnittfläche, und der Reibungskoeffizient wird auf einem ausreichend niedrigen Niveau gehalten.
Der zylindrische Raum, der durch die zweite Armbasis 14 und den ersten Abschnitt 15 des ersten Handgelenkelements 10 definiert ist, wird mit einem Wellendichtring 24 abgedichtet, um ein Getriebe 25 zu bilden. Ein ringförmiges Zahnrad 26, das mit einem Zahnrad (nicht abgebildet) kämmt, das auf dem vierten Motor 13 befestigt ist, der das erste Handgelenkelement 10 antreibt, ist am ersten Abschnitt 15 befestigt. Der Zahneingriff mit dem Zahnrad 26 wird mit Fett geschmiert, das im Raum abgedichtet ist. Die Rotation des vierten Motors 13 wird durch ein Getriebeübersetzungsverhältnis reduziert, und der erste Abschnitt 15 wird mit einem großen Drehmoment gedreht.
Wie in 2 dargestellt, sind die Motoren 27 und 28 zum Antrieb des zweiten Handgelenkelements 11 und des dritten Handgelenkelements 12 im Innenraum des zweiten Abschnitts 16 des ersten Handgelenkelements 10 angeordnet.
Ein hohler Abschnitt 30, der durch ein Deckelelement 29 verschlossen wird, ist hinter dem Getriebe 25 der zweiten Armbasis 14 angeordnet. Ein zylindrisches Hülsenbauteil (zylindrisches Element) 31, das sich entlang der vierten Achse D erstreckt und radial nach innen vom ersten Handgelenkelement 10 mit einem Spalt dazwischen getrennt ist, ist am Deckelelement 29 befestigt. Das Hülsenbauteil 31 ist einstückig durch Strangpressen hergestellt.
Das Hülsenbauteil 31 erstreckt sich vom Deckelelement 29 hinter dem ersten Abschnitt 15 und dringt durch die radial innere Seite des ersten Abschnitts 15 und des dritten Abschnitts 17, d.h. es wird entlang der vierten Achse D in die hohlen Abschnitte 10A und 30 eingeführt, und das distale Ende davon wird von einem Wellendichtring (erstes Dichtelement) 32 innerhalb des zweiten Abschnitts 16 gehalten, sodass sich das distale Ende um die vierte Achse D drehen kann.
Auf diese Weise kommuniziert der hohle Abschnitt 30 hinter dem Getriebe 25 der zweiten Armbasis 14 mit dem Innenraum des zweiten Abschnitts 16, d.h. dem hohlen Abschnitt 10A, über zylindrische Spalte zwischen dem ersten Abschnitt 15 und dem Hülsenbauteil 31 und zwischen dem dritten Abschnitt 17 und dem Hülsenbauteil 31.
Wie in 1 dargestellt, wird im Deckelelement 29 unter Verwendung eines Steckverbinders 33 ein Durchgangsloch 35 gebildet, durch das ein Kabel 34 verläuft, und, wie in 2 dargestellt, wird das Kabel 34, das durch das Durchgangsloch 35 gebracht ist, mit einem Montagebügel 36 am Deckelelement 29 befestigt.
Wie in 2 dargestellt, wird das Kabel 34, das durch das Durchgangsloch 35 im Deckelelement 29 verläuft und sich in den hohlen Abschnitt 30 des zweiten Arms 5 erstreckt, im hohlen Abschnitt 30 in zwei Teile verzweigt. Jeder der Zweige des Kabels 34 wird durch einen zylindrischen Raum zwischen dem ersten Abschnitt 15 und dem Hülsenbauteil 31 geführt.
Jedem der Zweige des Kabels 34 wird die Tendenz zur Welligkeit verliehen, sodass es sich in einem losen Zustand befindet, es wird entlang der äußeren Umfangsfläche des Hülsenbauteils 31 angeordnet und mit einem Montagebügel 37 am zweiten Abschnitt 16 befestigt. Das Kabel 34 ist mit den beiden Motoren 27 und 28 verbunden, die das zweite Handgelenkelement 11 und das dritte Handgelenkelement 12 antreiben und sich innerhalb des Innenraums des zweiten Abschnitts 16 befinden.
An einer Position, die durch eine Zwei-Punkt-Kettenlinie X in 1 hinter der zweiten Armbasis 14 gekennzeichnet ist, ist ein Raum für die Installation einer Steuerung für ein Arbeitswerkzeug, wie z.B. einen Schweißdrahtvorschub, vorgesehen. Ein Schweißdraht, ein Kabel, ein Rohr und ähnliches (nicht abgebildet), die sich zu einem Arbeitswerkzeug erstrecken, laufen durch den Raum innerhalb des Hülsenbauteils 31 und werden zum distalen Ende des Handgelenks 6 in der Nähe der vierten Achse D geführt.
Es werden nun die Effekte des Industrieroboters 1 nach dieser Ausführungsform mit der vorgenannten Struktur beschrieben.
Bei dem Industrieroboter 1 nach dieser Ausführungsform dreht sich beim Drehen des ersten Handgelenkelements 10 um die jeweilige Achse D relativ zum zweiten Arm 5 das distale Ende des am zweiten Teil 16 des ersten Handgelenkelements 10 befestigten Kabels 34 zusammen mit dem ersten Handgelenkelement 10 um die Achse D. Da das Kabel 34 eine zusätzliche Länge hat, die eine Relativdrehung zwischen dem zweiten Arm 5 und dem ersten Handgelenkelement 10 ermöglicht, wird die Änderung der Weglänge, die sich aus der Relativdrehung zwischen dem zweiten Arm 5 und dem ersten Handgelenkelement 10 ergibt, im Bereich der zusätzlichen Länge absorbiert, so dass der verbundene Zustand aufrechterhalten werden kann.
In diesem Fall wird die Innenumfangsfläche des dritten Abschnitts 17, der in Reihe zwischen dem ersten Abschnitt 15 und dem zweiten Abschnitt 16 des ersten Handgelenkelements 10 verbunden ist, als glatte Schnittfläche ausgebildet, indem sie durch einen Drehprozess bearbeitet wird, und somit der Reibungskoeffizient auf einem ausreichend niedrigen Niveau gehalten wird. Dies bietet den Vorteil, dass selbst dann, wenn der dritte Abschnitt 17 zwischen dem ersten Abschnitt 15 und dem zweiten Abschnitt 16 eingefügt wird, wodurch die Reichweite von der dritten Achse C bis zum distalen Ende des Handgelenks 6 ausreichend ausgedehnt und das Gewicht des Kabels 34 erhöht wird, die Abnutzung des Kabels 34 verringert werden kann.
Da beim Industrieroboter 1 nach dieser Ausführungsform das distale Ende des Hülsenbauteils 31 mit dem Wellendichtring 32 innerhalb des zweiten Abschnitts 16 des ersten Handgelenkelements 10 drehbar abgedichtet ist, kann das Eindringen von Staub und dergleichen in den Spalt zwischen dem ersten Handgelenkelement 10 und dem Hülsenbauteil 31 verhindert werden.
Da der Spalt zwischen dem zweiten Arm 5 und dem ersten Handgelenkelement 10 ebenfalls relativ drehbar mit einem Wellendichtring (zweites Dichtelement) 24 und einem Wellendichtring (drittes Dichtelement) 39 abgedichtet ist, kann das Eindringen von Staub und dergleichen in den Spalt zwischen dem zweiten Arm 5 und dem ersten Handgelenkelement 10 verhindert werden.
Da das Hülsenbauteil 31 durch Strangpressen hergestellt wird, kann die Außenumfangsfläche des Hülsenbauteils 31 glatt hergestellt werden, Verschleiß kann selbst dann unterdrückt werden, wenn das sich bewegende Kabel 34 die Außenumfangsfläche berührt, und ein adäquater Zustand kann aufrechterhalten werden.
Bei dieser Ausführungsform wird ein Reibungsreduktionsverfahren angewandt, das durch maschinelle Bearbeitung eine glatte Innenumfangsfläche des dritten Abschnitts 17 bildet; alternativ kann eine Beschichtung aus einem Material mit einem geringeren Reibungskoeffizienten als das Material für das erste Handgelenkelement 10 vorgesehen werden. Ein Beispiel für die Beschichtung zur Verringerung der Reibung ist eine Ethylen-Tetrafluorid-Beschichtung.
Bei dieser Ausführungsform ist ein dritter Abschnitt 17 zwischen dem ersten Abschnitt 15 und dem zweiten Abschnitt 16 verbunden; alternativ kann, wie in 4 dargestellt, ein Abschnitt mit einer anderen Länge als der dritte Abschnitt 17 verwendet werden oder, wie in 5 dargestellt, zwei oder mehr dritte Abschnitte 17 in Reihe verbunden werden.
Wenn zwei oder mehr dritte Abschnitte 17 verbunden und verwendet werden sollen, können die Flansche 18 und 19, die eine innere Flanschform haben und radial nach innen ragen, jeweils an zwei Enden jedes der dritten Abschnitte 17 ausgebildet werden, Durchgangslöcher 20 können im Flansch 18 ausgebildet werden, und Schraubenlöcher 21 können im Flansch 19 ausgebildet werden. Auf diese Weise kann ein langer dritter Abschnitt 17 durch einfaches Ausrichten der Durchgangslöcher 20 eines dritten Abschnitts 17 und der Schraubenlöcher 21 eines anderen dritten Abschnitts 17 und durch Befestigen von Schrauben, die durch die Durchgangslöcher 20 zum Schraubenloch 21 führen, gebildet werden.
Der Umriss des ersten Handgelenkelements 10 kann flach und frei von Vorsprüngen gemacht werden, indem die Flansche 18 und 19 radial nach innen ragen. Da der Spalt zwischen der Innenfläche des dritten Abschnitts 17 und dem Hülsenbauteil 31 an den Verbindungsabschnitten der Flansche 18 und 19 örtlich schmal wird, werden unterdessen vorzugsweise ringförmige Schutzelemente zur Verringerung des durch den Kontakt mit dem Kabel 34 verursachten Verschleißes angebracht. Beispiele für die Schutzelemente umfassen solche, die aus einem Material mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten bestehen, wie z.B. Ethylen-Tetrafluorid.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Verlängerung der Reichweite des Industrieroboters 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
Das Verfahren der Reichweitenverlängerung nach dieser Ausführungsform involviert zum Beispiel die Verlängerung der Reichweite aus dem in 6 dargestellten Zustand, d.h. dem Zustand, bei dem das erste Handgelenkelement 10 des Industrieroboters 1 den ersten Abschnitt 15 und den zweiten Abschnitt 16 direkt miteinander verbunden hat.
Bei diesem Verfahren der Reichweitenverlängerung wird zunächst das Kabel 34 von den Motoren 27 und 28 zum Antrieb des zweiten Handgelenkelements 11 und des dritten Handgelenkelements 12 gelöst und der Montagebügel 37, der das Kabel 34 am zweiten Abschnitt 16 fixiert, gelöst, um das Kabel 34 zu lösen. Dann werden, wie in 7 dargestellt, die Bolzen, die den ersten Abschnitt 15 und den zweiten Abschnitt 16 verbinden, entfernt, um die beiden Abschnitte zu trennen, und dann wird das Hülsenbauteil 31 vom Deckelelement 29 hinter dem zweiten Arm 5 entfernt. Dann wird das mit dem Montagebügel 36 am Deckelelement 29 befestigte Kabel 34 entfernt.
Anschließend wird, wie in 8 dargestellt, ein zylindrischer dritter Abschnitt 17 mit einer Innenumfangsfläche, die einem Reibungsreduktionsverfahren unterzogen wird, zwischen dem ersten Abschnitt 15 und dem zweiten Abschnitt 16 des ersten Handgelenkelements 10 platziert und mit diesen Abschnitten in Richtung der Achse D durch Befestigungsschrauben in Reihe verbunden. Als nächstes wird das Hülsenbauteil 31 durch ein anderes Hülsenbauteil 31 ersetzt, das um die Länge des dritten Abschnitts 17 länger als das frühere Hülsenbauteil 31 ist, und das Kabel 34 wird durch ein neues Kabel 34 ersetzt, das länger als der dritte Abschnitt 17 ist. Infolgedessen lässt sich, wie in 2 dargestellt, ein Industrieroboter 1 mit einer größeren Reichweite im Vergleich zu dem in 6 dargestellten Industrieroboter 1 leicht konfigurieren.
Bei dem Verfahren der Reichweitenverlängerung nach dieser Ausführungsform, wie in 4 dargestellt, kann die Reichweite leicht verändert werden, indem ein dritter Abschnitt 17, ein Hülsenbauteil 31 und ein Kabel 34 mit unterschiedlichen Längen bereitgehalten werden.
Wenn zwei oder mehr dritte Abschnitte 17 kombiniert werden sollen, können die zu kombinierenden dritten Abschnitte 17 die gleiche Länge oder, wie in 5 dargestellt, unterschiedliche Längen haben. Als Ergebnis kann ein Industrieroboter 1 mit unterschiedlicher Reichweite leicht konfiguriert werden.
Bezugszeichenliste

1: Industrieroboter
5: zweiter Arm (erstes Element)
10: erstes Handgelenkelement (zweites Element)
10A, 30: hohler Abschnitt
14: zweite Armbasis (erstes Element)
15: erster Abschnitt
16: zweiter Abschnitt
17: dritter Abschnitt
24: Wellendichtring (zweites Dichtelement)
31: Hülsenbauteil (zylindrisches Element)
32: Wellendichtring (erstes Dichtelement)
34: Kabel
39: Wellendichtring (drittes Dichtelement)
D: vierte Achse (Achse)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018192607 [0003]

Claims

Ein Industrieroboter, aufweisend: ein erstes Element und ein zweites Element, die so gelagert sind, dass sie um eine bestimmte Achse relativ drehbar sind, und die jeweils einen hohlen Abschnitt aufweisen, der sich entlang der Achse erstreckt; ein zylindrisches Element, das in die hohlen Abschnitte des ersten Elements und des zweiten Elements entlang der Achse eingeführt und an dem ersten Element befestigt ist; und ein Kabel, das in einem zylindrischen Spalt zwischen dem zylindrischen Element, dem ersten Element und dem zweiten Element so angeordnet ist, dass es sich entlang einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Elements erstreckt, wobei das Kabel eine zusätzliche Länge aufweist, die eine relative Drehung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ermöglicht, und wobei ein Ende an dem ersten Element und ein anderes Ende an dem zweiten Element befestigt ist, wobei das zweite Element einen ersten Abschnitt, der drehbar von dem ersten Element getragen wird, einen zweiten Abschnitt, der das andere Ende des Kabels fixiert, und einen zylindrischen dritten Abschnitt, der in Achsrichtung zwischen dem zweiten Abschnitt und dem ersten Abschnitt in Reihe verbunden ist, umfasst, und der dritte Abschnitt besitzt eine Innenumfangsfläche, die dem Spalt zugewandt ist und einem Reibungsreduktionsverfahren zur Verringerung der Reibung mit dem Kabel unterzogen wurde.
Industrieroboter nach Anspruch 1, wobei das Reibungsreduktionsverfahren die Bearbeitung der Innenumfangsfläche des zweiten Elements umfasst.
Industrieroboter nach Anspruch 1, wobei das Reibungsreduktionsverfahren das Beschichten der Innenumfangsfläche mit einem Material mit einem geringeren Reibungskoeffizienten als ein Material für das zweite Element umfasst.
Industrieroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend ein erstes Dichtelement, das einen Raum zwischen dem zweiten Element und dem zylindrischen Element abdichtet, sodass sich das zylindrische Element relativ zum zweiten Element drehen kann.
Industrieroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit einem zweiten Dichtelement, das einen Raum zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element abdichtet.
Industrieroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der dritte Abschnitt zwei oder mehr in einer Achsrichtung verbundene Elemente umfasst.
Industrieroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das zylindrische Element ein durch Strangpressen hergestelltes Produkt ist.
Ein Verfahren zur Verlängerung der Reichweite eines Industrieroboters, umfassend: ein erstes Element und ein zweites Element, die so gelagert sind, dass sie um eine bestimmte Achse relativ drehbar sind, und die jeweils einen hohlen Abschnitt aufweisen, der sich entlang der Achse erstreckt; ein zylindrisches Element, das in die hohlen Abschnitte des ersten Elements und des zweiten Elements entlang der Achse eingeführt und an dem ersten Element befestigt ist; und ein Kabel, das in einem zylindrischen Spalt zwischen dem zylindrischen Element, dem ersten Element und dem zweiten Element so angeordnet ist, dass es sich entlang einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Elements erstreckt, wobei das Kabel eine zusätzliche Länge aufweist, die eine relative Drehung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ermöglicht, und wobei ein Ende an dem ersten Element und ein anderes Ende an dem zweiten Element befestigt ist, wobei das zweite Element einen ersten Abschnitt, der drehbar von dem ersten Element getragen wird, und einen zweiten Abschnitt aufweist, der das Ende des Kabels fixiert und der lösbar mit dem ersten Abschnitt verbunden ist, das Verfahren aufweisend: Trennen des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts; Anordnen und Verbinden eines zylindrischen dritten Abschnitts zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt in Achsrichtung in Reihe, wobei der zylindrische dritte Abschnitt eine Innenumfangsfläche aufweist, die einem Reibungsreduktionsverfahren zur Verringerung der Reibung mit dem Kabel unterzogen wird; Ersetzen des zylindrischen Elements durch ein anderes zylindrisches Element, das länger als das zylindrische Element ist und durch eine Länge des dritten Abschnitts ersetzt werden soll; und Ersetzen des Kabels durch ein anderes Kabel, das länger als der dritte Abschnitt ist.