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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Industrieroboter mit einer verdichteten Kabelsatzbefestigung.
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Stand der
Technik
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Industrieroboter enthalten einen
Manipulator mit einem Steuersystem, wobei der Manipulator einen
Roboterarm enthält.
Bei Industrierobotern ist der Stromkabelsatz im Allgemeinen innerhalb
des Roboterarms zur Stromversorgung des Werkzeugs selbst im Inneren
des Roboterarms angeordnet. Es ist ebenfalls bekannt, Prozesskabelsätze zur
Stromversorgung zu dem Werkzeug selbst im Inneren des Roboterarms
anzuordnen. Der erläuternde
Ausdruck Kabelsatz betrifft hier einen oder mehrere vorstehend erwähnte Kabelsätze. Weiterhin
kann der erläuternde Ausdruck
Ersatzschaltungen enthalten, um zum Beispiel den verschiedenen Bedürfnisse
von Kunden zu entsprechen. Jeder Kabelsatz ist mit Verbindungselementen
zur Verbindung mit einer jeweiligen Stromquelle bereitgestellt.
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US 5 732 599 A beschreibt ein Kappenelement,
das sich im Inneren des gesamten Randbereichs eines Durchgangslochs
einfügt
und dazu dient, ein (einziges) Kabel zu tragen.
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Das Patentdokument
US 5564312 zeigt einen Industrieroboter,
bei dem der Kabelsatz, der von dem Rahmen herauskommt, eine Öffnung in
einem sternförmigen
Halter durchläuft,
der die Kabel auseinander hält,
um die Drehung des Roboters um eine Achse A zu leiten. Der sternförmige Halter
schützt ebenso
vor herabfallenden Partikeln und Teilen. Der sternförmige Halter
verteilt die einzelnen Kabeln und Drähte über die gesamte Öffnung.
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Das Patentdokument GB 2134074 zeigt
einen Industrieroboter mit einem eingebauten Kabelsatz, dessen Zweck
es ist, den Verschleiß an
dem Kabelsatz zu vermindern, ohne die Mobilität des Roboters zu kompromittieren.
Das Dokument erwähnt nicht,
wie der Kabelsatz, z. B. in dem Fall eines Kabeldurchbruchs oder
einer anderen Schädigung
an dem Kabelsatz, zu ersetzen ist.
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Das Patentdokument
US 4715571 zeigt eine Vorrichtung
zum Halten einzelner Kabel in runden Haltern
1. Die Vorrichtung
enthält
ebenfalls Befestigungsmittel
53, wobei jedes eine Anzahl
von Haltern halten können.
Der Zweck ist unter anderem, eine Haltevorrichtung mit geringem
Gewicht zu erreichen, die z. B. in Flugzeugen zu verwenden ist.
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Industrieroboter sind folglich mit
Kabelsätzen ausgerüstet, die
durch vergleichsweise enge Räume in
den Manipulatorstücken
heraus- und hineingezogen werden. Probleme treten auf, wenn ein
alter Kabelsatz entfernt werden muss und ein neuer Kabelsatz eingebaut
werden muss. Beim Entfernen eines Kabelsatzes können die einzelnen Kabel/Drähte in dem
Satz mit verbleibenden Kabeln/Drähten
verheddert werden und sie herausziehen oder sie auseinanderreißen. Oder
der neue Kabelsatz wird festgesetzt und läuft Gefahr, zerrissen zu werden.
Beide Situationen führen
zu einer unerwünschten
Zusammensetzungsarbeit an dem Roboter mit kostspieligen Verzögerungen
als Folge davon.
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Die fertig hergestellten Kabelsätze weisen relativ
große
Verbindungselemente auf. Einige der Verbindungselemente können nicht
durch eine oder mehrere Öffnungen
durch laufen, weil der verfügbare Raum
in den Öffnungen
zu klein ist. Die Alternative ist, den Roboter teilweise zu zerlegen,
um die Kabelsätze
einzubauen, was den Betrieb des Roboters kostspieliger macht.
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Mit den vorstehenden erwähnten Problemen ist
die Zeit zwischen dem Auswechseln von Kabelsätzen bedeutend verlängert. Dies
führt zu
einem kostspieligen Stillstand, was den Betrieb des Roboters und
dadurch ebenfalls die Herstellung eines Produkts, bedeutend kostspieliger
macht.
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Eine andere An Problem mit Robotern
ist, dass Dreck- und Abfallmaterial in das Innere des Manipulators
durch Öffnungen
für die
Kabelsätze
dringen kann. Dies kann ebenfalls zu einem ungewünschten Stillstand führen, der
die Herstellung kostspieliger macht. Weiterhin führt Dreck im Inneren des Roboters
zu einem größeren Verschleiß und dadurch zu
einer kürzeren
Lebensdauer.
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Beim Herstellen von Robotern, wie
den vorstehend erwähnten,
entsteht ein Bedarf für
einen Roboter, der eine schnelle und einfache Befestigung von gebrauchsfertigen
Kabelsätzen
mit angebrachten Verbindungselementen ermöglicht. Zur gleichen Zeit sollte
Dreck von dem Inneren des Roboters ferngehalten werden. Bei manchem
Roboterzubehör
besteht ebenfalls ein Bedarf für
eine Befestigung, die ebenfalls das Innere des Roboters davor schützt, dass
Flüssigkeit
dadurch durchdringt. Die Vorrichtung zur Befestigung von Kabelsätzen sollte
ein geringes Gewicht aufweisen, den Raum mit maximaler Effizienz
nutzen, d. h. eine kompakte Befestigung bieten, einen schnellen
Zusammenbau von Kabelsätzen
erlauben und gleichzeitig Abfallmaterial und Dreck heraushalten.
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Diese Anforderung kann nicht durch
irgendeine der Vorrichtungen erfüllt
werden, die in zitierten Dokumenten gezeigt sind.
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Zusammenfassung
der offenbarten Erfindung
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Wenn Industrieroboter hergestellt
werden, ist ein Manipulator zum Betreiben des Roboters mit Kabelsätzen ausgerüstet. Die
Entwicklung der Stromversorgung hat die Aufgabe, flexible Systeme
sowohl für
Roboterhersteller als auch für
Abnehmer zu erzeugen. In einem flexiblen System kann der Roboterhersteller
ein Standardsystem herstellen. Der Abnehmer entscheidet danach bei
Lieferung, wie der Roboter ausgerüstet werden sollte.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist folglich, einen Roboter zu erreichen, der eine Vorrichtung enthält, mit
der man auf einfache und kompakte Weise Kabelsätze befestigt und gleichzeitig
das Auswechseln und Zusetzen von fertig hergestellten Kabelsätzen ermöglicht.
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Die erfindungsgemäße Idee umfasst, dass der Roboterhersteller
Kabelsätze
verwenden kann, die von einem Zulieferer fertig hergestellt sind.
Weiterhin umfasst sie, dass der Benutzer/Abnehmer selbst ebenfalls
in der Lage sein sollte, die Betriebsausrüstung des Roboters zu ergänzen, alternativ
umzulegen, um den Roboter für
gänzlich
verschiedene Arbeiten während
seiner Lebensdauer verwendbar zu machen.
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Die Lösung gemäß der Erfindung ist ein Roboter
gemäß den Merkmalen
von Anspruch 1. Die Vorrichtung von Anspruch 1 enthält einen
Halter, der die einzelnen Kabeln längs und seitlich befestigen kann.
Die Vorrichtung kann ebenfalls einen Deckel mit einer zu dem Halter
kompatiblen Form enthalten. Wenn der Halter und der Deckel in/durch
die Öffnung zusammen
montiert sind, bedecken, alternativ bilden, sie einen dichten Verschluss.
Der Halter-bzw. der Deckel sind entlang dem entsprechenden Abschnitt
des Randbereichs der Öffnung
abnehmbar befestigt.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung
wird durch die Merkmale des Verfahrens gemäß Anspruch 11 beschrieben.
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Die erfindungsgemäße Idee umfasst die Situation,
in der ein Manipulator so viele Kabelsätze aufweist, dass die entsprechende
Anzahl von kompatiblen Haltern zusammen die Öffnung bedecken. Zudem umfasst
sie die Situation, in der ein oder mehrere Halter zusammen angeordnet
sind, ohne die Öffnung
zu bedecken und ohne irgend einen in dem restlichen Teil der Öffnung angeordneten
Deckel anzuordnen.
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Um die Befestigung von Kabelsätzen in
dem Manipulator zu vereinfachen, ist der Manipulator mit einer Rohrmuffe
ausgestattet, die eine obere Öffnung bzw.
Aussparung mit einer optionalen Form aufweist. Dadurch kann eine
unregelmäßige Öffnung in
dem Manipulator auf eine optionale Öffnungs- bzw. Aussparungsform übertragen
werden, die auf die gebrauchsfertigen Halter der Kabelsätze mit
vorausgewählter
Form passt. Ein anderer Vorteil einer feststehend montierten Rohrmuffe
ist, dass der Kabelsatz eine Öffnung
durchläuft,
wobei die Gefahr des Verschleißes
und Brechens zu der Randzone der Öffnung bedeutend vermindert
wurde.
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Der Halter und der Deckel können aus
verschiedenen Materialien, wie z. B. Gummi, Polymer oder Metall,
hergestellt sein.
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Die Erfindung erlaubt die Fixierung
von vorhandenen Kabelsätzen
in einer Öffnung
in einem Roboter, sodass sie nicht einen fertig hergestellten Kabelsatz
begleiten, der entfernt/eingebaut wird, und dadurch durch die Öffnung gezogen
werden. Der Halter fixiert eingebaute Kabelsätze, z. B. in Verbindung mit
der Randzone der Öffnung.
Wenn der eingebaute Kabelsatz, der durch die Öffnung gezogen werden muss,
Verbindungselemente aufweist, die zu groß sind, kann der Halter von
der Randzone der Öffnung
gelöst
werden, und zur Seite gelegt werden, um Raum für die Verbindungselemente zu
hinterlassen. Dann nehmen nur die separaten Kabel in dem Kabelsatz
Raum in der Öffnung
ein. Wenn die Verbindungselemente durch die Öffnung durchgeführt wurden,
wird der Halter zurückgebracht
und noch einmal, z. B. an der Randzone der Öffnung, befestigt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Für
ein besseres Verständnis
für Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird nun auf die begleitenden Figuren
Bezug genommen, in denen:
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1 einen
Industrieroboter mit einem Kabelsatz veranschaulicht, der gemäß der vorliegenden Erfindung
eingebaut ist.
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2 eine
Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht, in der eine Rohrmuffe eine Öffnung mit
Halter und Deckel bildet.
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3 eine
verbesserte, detaillierte Ansicht der Vorrichtung in 2 veranschaulicht.
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Detaillierte
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
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Ein Industrieroboter, der einen Manipulator mit
einem Steuersystem enthält,
enthält
eine Vorrichtung 1, die eine Befestigung eines Kabelsatzes 2 erlaubt
(1). Der Kabelsatz 2 ist
ausgehend von einer Stromquelle 3 durch den Manipulatorträger 4 und weiterhin
bis zu dem Manipulatorarm 5 eingebaut. Der Kabelsatz 2 läuft durch
den Träger 4 über eine Öffnung 6.
In der bevorzugten Ausführungsform
bedeckt eine feststehend montierte Rohrmuffe 7 mit einer
oberen Randzone 7a und einer oberen Öffnung bzw. Aussparung 7b die Öffnung 6 in
dem Träger 4. Der
Kabelsatz 2 läuft
folglich durch die Öffnung 6 und die
Rohrmuffe 7 und durch die Öffnung bzw. Aussparung 7b aus.
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In dem Beispiel besteht der Kabelsatz 2 aus drei
einzelnen Kabeln/Drähten 2a, 2b und 2c ( 1). Die Kabel/Drähte laufen
durch Hohlräume/Öffnungen 8 in
einem scheibenförmigen
Halter 9 und sind dadurch feststehend bei einem Abstand voneinander
in einer Ebene quer zu ihrer Längsrichtung
positioniert. Der Halter 9 ist entlang eines Abschnitts 10a seines
Außenrands 10 geformt,
um mit der oberen Randzone 7a der Rohrmuffe kompatibel zu
sein. In dem gezeigten Bei spiel weist die obere Randzone 7a der
Rohrmuffe eine kreisförmige
Form auf, und der Halter 9 weist deshalb einen entsprechend
bogenförmigen
Randabschnitt 10a auf, der den gleichen Krümmungsradius
wie die obere Randzone 7a der Rohrmuffe aufweist. Entlang
des Rands des bogenförmigen
Abschnitts 10a des Halters ist ein Befestigungsmittel in
der Form eines längs
gebogenen Rings 11 angeordnet. Der Halter 9 ist
an der Öffnung
bzw. Aussparung 7b der Rohrmuffe 7 durch den Ring 11 befestigt,
der an der oberen Randzone 7a der Rohrmuffe befestigt oder
auf ihr aufgedrückt
ist und die Fixierung wird durch Schnappwirkung gesichert.
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Die Kabelbefestigungsmittel können ebenfalls
einen Deckel 12 mit der gleichen Form/ Außenkontur
wie die obere Randzone 7a der Rohrmuffe enthalten. In Analogie
zu dem Halter 9 weist der Deckel 12 ein Befestigungsmittel 13 entlang
des Außenrands 14 in
der Form eines longitudinalen bogenförmigen Rings 13a auf,
wobei der Ring 13a an der oberen Randzone der Rohrmuffe
befestigt oder auf ihr aufgedrückt
ist und die Fixierung durch Schnappwirkung gesichert ist. Der Deckel 12 wird
zuerst verwendet, um die obere Randzone 7a der Rohrmuffe
zu verschließen,
bevor ein Kabelsatz eingebaut in den Roboter wird, und zweitens
um, wenn ein Kabelsatz 2 bereits eingebaut ist, den Teil
der Öffnung
bzw. Aussparung 7b zu bedecken, der noch nicht durch einen
Halter 9 bedeckt ist.
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Der Deckel 12 kann am Anfang
eine Form aufweisen, die die Öffnung
bzw. Aussparung 7b bedeckt. Durch Bereitstellung des Deckels 12 mit
einer oder mehreren Führungen 15,
kann der Deckel 12 in Abschnitte eingeteilt werden, wenn
mehrere Kabelsätze
eingebaut werden. Der Deckel 12 wird durch Entfernen/Aufbrechen
von Stücken
entlang der Führungen 15 in
Abschnitte geteilt, wobei die Form des Deckels 12 mit dem
Halter oder den Haltern 9 kompatibel gemacht wird, die
an der Öffnung
befestigt sind. Der Halter 9 und der Deckel 12 sind,
wenn sie nebeneinander angeordnet sind, gebildet bzw. geformt, um
eine dichte Überlappung
zu bilden.
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Alternative
Ausführungsformen
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An Stelle des Befestigens oder Aufdrückens des
Halters auf die Randzone 7a des Rohrs durch die Schnappwirkung
des Rings 11, kann der Ring 11 des Halters 9 auf
die Randzone befestigt oder aufgedrückt werden und danach mit einer
Schlauchschelle 16 oder dergleichen befestigt werden. Das
gleiche gilt für
die Befestigung eines optionalen Deckels 12.
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Der Halter 9 kann eine kreisförmige Form aufweisen,
aber mit einer Ausbreitung in die Längsrichtung des Kabelsatzes.
Auf diese Weise kann der Halter 9, der dem Kabelsatz 2 eine
Längsstütze gibt, die
Führung
des Kabelsatzes zuverlässiger
machen.
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So lange der angegebene Kabelsatz
kompakt in dem Halter 9 angeordnet ist, kann er eine optionale
Form aufweisen. In dem Fall von mehreren Haltern sollten diese ein
kompatible Form aufweisen. Wenn ein Deckel 12 vorhanden
ist, kann er geformt sein, um die gesamte Öffnung bzw. Aussparung 7b oder
einen Teil von ihr zu bedecken.
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Die Außenränder von sowohl dem Halter 9 als
auch dem Deckel 12 können
gebildet sein, um zu überlappen,
wenn sie nebeneinander angeordnet sind. Sie können ebenfalls eine dichte Überlappung bilden.
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Die einzelnen Kabel können angeordnet sein,
um sich in den Vertiefungen/Aussparungen 8 der Halter zu
drehen.
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Der/die Halter können alternativ angeordnet sein,
um sich in der Aussparung/Öffnung 7b zu
drehen.
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Die obere Öffnung 7b der Rohrmuffe 7 muss nicht
eine kreisförmige
Form aufweisen, sondern kann entweder eine ovale oder winklige Form
aufweisen.
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Die Rohrmuffe 7 muss nicht
gebogen sein, sondern kann gerade sein.
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Die Befestigungsvorrichtungen 11 und 13 müssen weder
die gleiche Form aufweisen, noch Ringe sein. Der Hauptpunkt ist,
dass die jeweilige Befestigungsvorrichtung leicht abnehmbar ist.
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Der Deckel kann aus mehreren gleichförmigen oder
nicht gleichförmigen,
aber kompatiblen Einheiten bestehen, die zusammen einen Deckel mit
gewünschter
Größe und Form
bilden. Sie müssen ebenfalls
mit einem oder mehreren Haltern kompatibel sein, wenn sie zusammen
die Öffnung
bedecken müssen.