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Die
Erfindung betrifft einen Arbeitsroboter, der mit Vorrichtungen zum
Führen
eines Schlauches oder Kabels ausgestattet ist, der/das an einen
Endeffektor am freien Ende oder an der Spitze des Roboterhandgelenks
angeschlossen ist.
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Gewöhnlich ist
bei einem Arbeitsroboter am Handgelenk oder an der Spitze eines
Arms ein Endeffektor montiert, der verschiedene Arbeiten ausführen kann.
Ein Rohrleitungs- oder Drahtleitungselement für die Zufuhr von Strom und
Flüssigkeit
und die Zufuhr und Ableitung von Luft ist an den Endeffektor angeschlossen.
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7 zeigt
den Bau eines sechsachsigen Roboters als Beispiel für einen
Arbeitsroboter. Der in 7 dargestellte, an einer Installationsfläche fixierte
sechsachsige Roboter kann sich an den Drehachsen J1 bis J6 mit den
Drehwinkeln θ,
W, U, γ, β und α drehen.
Der Roboter- besitzt ein Handgelenk 20 an der Spitze eines
Armes 10. Ein Endeffektor ist an das Handgelenk 20 montiert.
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Im
Stand der Technik werden an den erforderlichen Stellen des Roboterkörpers Bänder oder Löcher für die Installation
von Ausrüstung
dazu verwendet, ein mit dem Endeffektor verbundenes Kabel oder ähnliches
Drahtleitungselement oder einen Schlauch oder ein ähnliches
Rohrleitungselement zu installieren.
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8A veranschaulicht
die Installation des Rohrleitungs- oder Drahtleitungselementes des Standes
der Technik. Man sieht den Zustand des Rohrleitungs- oder Drahtleitungselementes,
das an den Arm und das Handgelenk an der Spitze des Armes angeschlossen
ist. Das Handgelenk 20 hat die miteinander verbundenen
Drehachsen 21, 22 und 23, die sich jedoch
in ihren Drehrichtungsachsen unterscheiden. Ein Endeffektor 5 ist
an einem Ende des Handgelenks 20 montiert. Er kann sich
um die Drehachse 23 drehen und zudem ausgetauscht werden. Das
andere Ende des Handgelenks 20 ist an dem Arm 10 über die
Drehachse 21 montiert. So kann sich das Handgelenk 20 drehen.
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Die
Installation des Rohrleitungs- oder Drahtleitungselementes erfolgt,
indem sein mittlerer Abschnitt mit einem am Arm 10 befestigten
Klemmabschnitt 9 gehalten wird. Der Endabschnitt wird an einem
Klemmabschnitt 6 festgehalten, der am Endeffektor 5 befestigt
ist.
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Bei
der Installation des Rohrleitungs- oder Drahtleitungselementes des
Standes der Technik tritt das Problem auf, dass das Drahtleitungs-
und/oder Rohrleitungselement mit einem Roboter oder dessen peripherer
Ausrüstung
in Kontakt tritt. Dies verursacht Verschleiß des Drahtleitungs- und/oder
Rohrleitungselementes, und es muss regelmäßig gewartet werden.
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Werden
die Drehachsen des Handgelenksabschnitts für eine Handgelenksbewegung
in Gang gesetzt, bewegt sich gewöhnlich
das Drahtleitungs- und/oder
Rohrleitungselement je nach der Handgelenksbewegung flexibel in
Bezug auf den Arm. Ist das Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement
jedoch zu kurz, kann es die obige flexible Bewegung nicht mitmachen,
wodurch die Ausführung
der Handgelenksbewegung behindert wird. In diesem Zusammenhang wird
der Stand der Technik so gebaut, dass eine flexible Bewegung des
Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselementes dadurch ermöglicht wird, dass
das vom Arm zum Endeffektor reichende Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement
durchhängt. 8A zeigt
eine Installation mit durchhängendem Drahtleitungs-
und/oder Rohrleitungselement.
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Wird
jedoch jede Drehachse für
die Handgelenksbewegung gedreht, kommt das durchhängende Drahtleitungs-
und/oder Rohrleitungselement mit dem Roboter oder dessen peripherer
Ausrüstung
in Kontakt. Zudem besteht je nach den vorherigen Bewegungen des
Handgelenks die Gefahr, dass sich das Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement
um den Handgelenksabschnitt wickelt, wodurch die Durchführung der
Handgelenksbewegung behindert wird.
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Das
Durchhängen
des Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselementes muss zudem für jeden
Roboter einreguliert werden. Somit besteht zudem das Problem, dass
viel Zeit für
die Installation des Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselementes benötigt wird.
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8B zeigt
das Voranschreiten der Bewegung, wobei das Drehen der Drehachsen 21, 23 zu einem
Kontakt des durchhängenden
Abschnitts von dem Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement mit
dem Handgelenksabschnitt führt.
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist das Verhindern, dass ein Drahtleitungs-
und/oder Rohrleitungselement einen Roboter oder dessen periphere
Ausrüstung
behindert.
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Es
wurde bereits Versuche zur Bereitstellung eines Roboters unternommen,
umfassend eine Führungsvorrichtung
für ein
Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement, das mit einem Endeffektor
am Ende eines Handgelenks von dem Roboter verbunden ist, so dass
das Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement den Roboter oder
dessen periphere Ausrüstung
nicht mehr behindert.
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Beispiele
für Roboter,
die Drahtleitungs- oder Rohrleitungsführungsvorrichtungen umfassen,
werden bereitgestellt von
JP
03103293 U , das einen Roboter nach der Präambel des
beigefügten
Anspruchs 1 offenbart, und
US
4507042 A ,
US
4705243 A und
DE
8814906 U , die Roboter mit Drahtleitungs- oder Rohrleitungsführungsvorrichtungen
anderer Typen umfassen.
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Die
Erfindung betrifft einen Roboter nach dem beigefügten Anspruch 1, umfassend
Vorrichtungen zum Führen
eines Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselementes, das an einen
Endeffektor an der Spitze eines Roboterhandgelenks über einen
Roboterarm angeschlossen ist. Die Führungsvorrichtungen sind so
ausgelegt, dass sie einen schnurförmigen Körper, wie ein Drahtleitungs-
oder Rohrleitungselement, an dem Roboter, genauer gesagt, an einem Arm
und einem Handgelenksabschnitt befestigen. Der schnurförmige Körper kann
nur ein Drahtleitungs- oder ein Rohrleitungselement oder ein Bündel von
beiden oder einen aus der Umhüllung
des Drahtleitungs- und des Rohrleitungselementes zu einer Röhre geformten
Körper
enthalten. Zudem kann jedes Drahtleitungs- oder Rohrleitungselement
zu einem Bündel
von Drahtleitungs- oder Rohrleitungselementen oder zu einem aus
der Umhüllung
der Drahtleitungs- oder Rohrleitungselemente zu einer Röhre geformten
Körper
geformt sein, ohne dass man sich auf ein einzelnes Drahtleitungs-
oder ein einzelnes Rohrleitungselement beschränkt.
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Jede
Führungsvorrichtung
für das
Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement umfasst eine Klemmvorrichtung
mit einem Trägerabschnitt
und einem Klemmabschnitt, der zu einer losen Bewegung in Bezug auf
den Trägerabschnitt
in der Lage und so ausgelegt ist, dass er das Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement
fest klemmt. Bei der Montage der Klemmvorrichtung am Roboter wird
der Trägerabschnitt
an einem Roboterabschnitt angebracht. Die Richtung der freien Bewegung
des Klemmabschnitts kann derart ausgerichtet werden, dass sie quer
zu der Richtung der Antriebsachse von dem Roboterabschnitt verläuft, auf
dem der Trägerabschnitt
montiert ist.
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Die
Anordnung einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung
erfolgt derart, dass die Richtung der freien Bewegung des Klemmabschnitts
und die Richtung der Antriebsachse von dem Roboterabschnitt, auf
dem der Trägerabschnitt
montiert ist, sich bei der Montage der Klemmvorrichtung an dem Roboterabschnitt
kreuzen können.
Mit dem obigen Bau kommt es zu freier Bewegung des Klemmabschnitts, wenn
sich das Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement in Bezug auf
den Arm ausdehnt oder verkürzt.
Aufgrund der freien Bewegung des Klemmabschnitts kann sich das Drahtleitungs-
und/oder Rohrleitungselement je nach der Handgelenksbewegung verschieben,
ohne dass es mit dem Roboter oder dessen peripherer Ausrüstung in
Kontakt kommt. Dank der Verschiebung des Drahtleitungs- und/oder
Rohrleitungselementes kann der Roboter eine gleichmäßige Handgelenksbewegung
ausführen.
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Der
Roboterabschnitt, an dem ein Trägerabschnitt
angebracht wird, kann ein Arm, ein Drehabschnitt oder dergleichen
sein. Die freie Bewegung des Klemmabschnitts kann eine Translationsbewegung
und eine Drehbewegung umfassen. Eine erfindungsgemäße Führungsvorrichtung
kann je nach dem Roboterabschnitt und dem Zustand der freien Bewegung
verschiedene Arten annehmen. Außerdem
kann der Winkel zwischen der Richtung der freien Bewegung des Klemmabschnitts
und der Richtung der Antriebsachse von dem Roboterabschnitt beliebig
sein, ohne dass er auf einen rechten Winkel beschränkt ist.
Je nach diesem Winkel wird eine auf das Drahtleitungs- und/oder
Rohrleitungselement infolge von dessen flexibler Bewegung einwirkende Kraft
in die Richtungen der freien Bewegung des Klemmabschnitts in ihre
Komponenten aufgelöst,
so dass sich der Klemmabschnitt frei bewegen kann. Folglich kann
das Drahtleitungs- und/oder
Rohrleitungselement den Roboter oder dessen periphere Ausrüstung nicht
behindern.
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Bei
einem ersten Typ der Klemmvorrichtung wird ein Montageabschnitt
der Klemmvorrichtung auf die Armseite aufgesetzt, eine Basis wird
als Trägerabschnitt
angepasst, und der Klemmabschnitt zum Festklemmen des Drahtleitungs-
und/oder Rohrleitungselementes ist derart gebaut, dass er in linearer Richtung
in Bezug auf die Basis geführt
wird und sich zudem um eine Achse senkrecht zur Verschieberichtung
drehen kann. Dann wird die Basis so auf dem Arm angebracht, dass
die Verschieberichtung des Klemmabschnitts im Wesentlichen zur Längsrichtung des
Armes ausgerichtet ist.
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Dem
ersten Typ der Klemmvorrichtung zufolge bewirkt eine Biegebewegung
des Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselementes, dass sich der Klemmabschnitt
in Bezug auf den Arm verschiebt und dreht, so dass das Drahtleitungs-
und/oder Rohrleitungselement je nach der Handgelenksbewegung auf
eine Position verschoben wird, an der es den Roboter oder dessen
periphere Ausrüstung
nicht behindert. So kann verhindert werden, dass das Drahtleitungs-
und/oder Rohrleitungselement den Roboter oder dessen periphere Ausrüstung behindert,
und eine gleichmäßige Handgelenksbewegung
ist möglich.
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Bei
einem zweiten Typ der Klemmvorrichtung wird ein Montageabschnitt
der Klemmvorrichtung auf die Armseite aufgesetzt, eine um sich selbst drehbare
Einheit, die sich um den Umfang frei bewegen kann, wird als Trägerabschnitt
angepasst, und der Klemmabschnitt zum Festklemmen des Drahtleitungs-
und/oder Rohrleitungselementes wird derart gebaut, dass er sich
um eine Achse drehen kann, die das Drehzentrum der drehbaren Einheit
und den Klemmabschnitt miteinander verbindet. Dann wird die Klemmvorrichtung
derart am Arm befestigt, dass die drehbare Einheit sich um den Arm
herum befindet.
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Dem
zweiten Typ der Klemmvorrichtung zufolge bewirkt eine flexible Bewegung
des Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselementes, dass sich der
Klemmabschnitt in Bezug auf den Arm um sich selbst dreht und sich
dreht. So wird das Drahtleitungs- und/oder
Rohrleitungselement je nach der Handgelenksbewegung auf eine Position
verschoben, an der es den Roboter oder dessen periphere Ausrüstung nicht
behindert. So kann verhindert werden, dass das Drahtleitungs- und/oder
Rohrleitungselement den Roboter oder dessen periphere Ausrüstung behindert,
und eine gleichmäßige Handgelenksbewegung
ist möglich.
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Bei
einem dritten Typ der Klemmvorrichtung wird ein Montageabschnitt
der Klemmvorrichtung auf die Handgelenksseite aufgesetzt, eine Basis
wird als Trägerabschnitt
angepasst, und der Klemmabschnitt zum Festklemmen des Drahtleitungs-
und/oder Rohrleitungselementes ist derart gebaut, dass er sich um eine
Achse senkrecht zur Installationsfläche des Basis drehen kann.
Dann wird der Klemmabschnitt auf dem Handgelenk oder einem Handgelenksgehäuse derart
platziert, dass die Drehachse des Klemmabschnitts mit der Schwingachse
des Handgelenks ausgerichtet werden kann oder dazu parallel ist.
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Dem
dritten Typ der Klemmvorrichtung zufolge bewirkt eine flexible Bewegung
des Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselementes, dass sich der Klemmabschnitt
in Bezug auf das Handgelenk dreht. So wird das Drahtleitungs- und/oder
Rohrleitungselement je nach der Handgelenksbewegung auf eine Position
verschoben, an der es den Roboter oder dessen periphere Ausrüstung nicht
behindert. So kann verhindert werden, dass das Drahtleitungs- und/oder
Rohrleitungselement den Roboter oder dessen periphere Ausrüstung behindert,
und eine gleichmäßige Handgelenksbewegung
ist möglich.
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Bei
einem vierten Typ der Klemmvorrichtung wird ein Montageabschnitt
der Klemmvorrichtung auf die Armseite aufgesetzt, eine bewegliche
Einheit, die sich um sich selbst drehen und entlang einer zylindrischen
Oberfläche
gleiten kann, wird als Trägerabschnitt
angepasst, und der Klemmabschnitt zum Festklemmen des Drahtleitungs-
und/oder Rohrleitungselementes wird derart gebaut, dass er sich
um eine Achse drehen kann, die das Drehzentrum der beweglichen Einheit
und den Klemmabschnitt miteinander verbindet. Dann wird die Klemmvorrichtung derart
auf dem Arm platziert, dass die bewegliche Einheit sich um den Arm
herum befindet.
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Dem
vierten Typ der Klemmvorrichtung zufolge bewirkt eine flexible Bewegung
des Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselementes, dass sich der
Klemmabschnitt um in Bezug auf den Arm um sich selbst dreht, sich
verschiebt und sich dreht. So wird das Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement
je nach der Handgelenksbewegung auf eine Position verschoben, an
der es den Roboter oder dessen periphere Ausrüstung nicht behindert. So kann
verhindert werden, dass das Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement
den Roboter oder dessen periphere Ausrüstung behindert, und eine gleichmäßige Handgelenksbewegung
ist möglich.
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Ferner
kann bei einem Roboter, wie vorstehend beschrieben, das Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement
an der Translations- oder der Drehachse des Roboters befestigt werden,
ohne dass dies auf den Arm und den Handgelenksabschnitt beschränkt ist.
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Erfindungsgemäß kann der
Verschleiß,
der durch den Kontakt des Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselementes mit
dem Roboter oder dessen peripherer Ausrüstung verursacht wird, dadurch
verringert werden, dass verhindert wird, dass das Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement
den Roboter oder dessen periphere Ausrüstung behindert. So können Wartungsvorgänge am Roboter
und am Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement verringert werden.
Zudem kann die Lebensdauer des Roboter und des Drahtleitungs- und/oder
Rohrleitungselementes verlängert
werden, was die Betriebskosten senkt.
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Zudem
verkürzt
sich die für
die Installation des Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselementes benötigte Zeit,
wodurch für
eine Veränderung
eines Systems, einschließlich
des Roboters, weniger Kosten anfallen.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung, und um zu zeigen, wie sie ausgeführt werden kann, wird jetzt
beispielhaft auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigt/zeigen:
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1A und 1B jeweils
Ansichten eines erfindungsgemäßen Roboters;
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2A bis 2C eine
erste Klemmvorrichtung für
die Verwendung in dem Roboter der 1A;
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3A und 3B eine
zweite Klemmvorrichtung für
die Verwendung in dem Roboter der 1A;
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4A bis 4C eine
dritte Klemmvorrichtung für
die Verwendung in dem Roboter der 1A;
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5A und 5B Ansichten
von einer zweiten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Roboters;
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6A und 6B eine
vierte Klemmvorrichtung für
die Verwendung in dem Roboter der 5A;
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7 einen
Arbeitsroboter des Standes der Technik und
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8 die Haltung eines Drahtleitungs- oder Rohrleitungselement,
das an einen Endeffektor eines Roboters des Standes der Technik
angeschlossen ist.
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Ein
Arbeitsroboter, zum Beispiel mit sechs Achsen, kann den in 7 dargestellt
Bau aufweisen. Bei dem dargestellten Roboter sind Arme, die zu einer
Dreh- oder Translationsbewegung mit mehreren Drehachsen oder Translationsachsen
in Gang gesetzt werden können,
mit einem Roboterkörper verbunden,
der an einer Installationsfläche
befestigt ist. Ein Endeffektor kann an einem Handgelenk 20 an der
Spitze des Armes 10 montiert und, wenn gewünscht, ersetzt
werden.
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In 1A hat
der Arm 10 ein am Ende montiertes Handgelenk 20 mit
mehreren Drehachsen. Das Handgelenk 20 hat eine erste Drehachse 21, eine
zweite Drehachse 22 und eine dritte Drehachse 23,
die in dieser Reihenfolge von der Seite des Armes 10 her
montiert sind. Der Endeffektor 5 ist an der dritten Drehachse 23 befestigt
und kann so leicht ersetzt werden. Daneben überkreuzen die erste Drehachse 21 und
die zweite Drehachse 22 sowie die zweite Drehachse 22 und
die dritte Drehachse 23 einander in rechten Winkeln.
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Das
Handgelenk 20 kann je nach dem Schwingwinkel der zweiten
Drehachse 22 eine Schwingbewegung ausführen.
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Der
in 1A dargestellte Roboter ist mit Führungsvorrichtungen
versehen, die eine erste Führungsvorrichtung 1,
eine zweite Führungsvorrichtung 2 und
eine dritte Führungsvorrichtung 3 umfassen. Diese
Führungsvorrichtungen
halten das Drahtleitungs- und/oder
Rohrleitungselement 4, das an dem Endeffktor 5 befestigt
ist, der an die Spitze des Handgelenks 20 montiert ist.
Die Führungsvorrichtungen sind
zudem so ausgelegt, dass sie das Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement
führen,
indem die Beziehung zwischen der Position des Drahtleitungs- und/oder
Rohrleitungselementes und derjenigen jeder Führungsvorrichtung je nach der
Handgelenksbewegung variiert wird.
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Die
erste Führungsvorrichtung 1 hat
eine Basis 1a, die auch als Verschiebeeinheit dient, und
einen Drehklemmabschnitt 1b und wird auf dem Arm 10 platziert.
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Die
zweite Führungsvorrichtung 2 hat
eine drehbare Einheit 2a sowie einen Drehklemmabschnitt 2b und
wird neben der ersten Drehachse 21 nahe dem Handgelenk 20 des
Armes 10 platziert. Die dritte Führungsvorrichtung 3 hat
eine Basis 3a und einen Drehklemmabschnitt 3b und
wird auf der dritten Drehachse 23 platziert.
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Das
Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement 4 wird durch
die jeweiligen Klemmabschnitte der ersten Führungsvorrichtung 1,
der zweiten Führungsvorrichtung 2 und
der dritten Führungsvorrichtung 3 fest
geklemmt und zudem gehalten, so dass es sich frei bewegen kann.
Der Endabschnitt des Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselementes
wird vom Klemmabschnitt 6 gehalten, wenn es an Ort und Stelle
auf dem Endeffektor 5 befestigt ist. Bei dem obigen Bau
kann das Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement aufgrund der
freien Bewegung, einschließlich
der Drehbewegung und der Translationsbewegung jedes Führungsabschnitts,
je nach der Handgelenksbewegung verschoben werden.
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1B zeigt
die Anordnung, wenn die erste Drehachse 21, die zweite
Drehachse 22 und die dritte Drehachse 23 im Handgelenksabschnitt
des in 1A gezeigten Roboters jeweils
in eine Richtung a, eine Richtung b und eine Richtung c gedreht
werden.
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Dreht
sich das Handgelenk 20 um jede seiner Achsen, drehen sich
die jeweiligen Klemmabschnitte s der ersten Führungsvorrichtung 1,
der zweiten Führungsvorrichtung 2 und
der dritten Führungsvorrichtung 3 oder
führen
eine Translationsbewegung aus. Dadurch wird das Drahtleitungs- und/oder
Rohrleitungselement 4 in stabilem Zustand an Ort und Stelle
gehalten und wickelt sich nicht um den Arm 10 oder das
Handgelenk 20. Es folgt eine Beschreibung der ersten Führungsvorrichtung 1,
der zweiten Führungsvorrichtung 2 und
der dritten Führungsvorrichtung 3 anhand
der 2A bis 4C.
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Die
erste Führungsvorrichtung 1 hat
die Basis 1a und den Drehklemmabschnitt 1b, wie
in 2A gezeigt. Die Basis 1a dient auch als
Verschiebeeinheit, wodurch der Drehklemmabschnitt 1b die
Translationsbewegung durchführt.
Eine Führung, wie
eine in der Basis 1a gebildete Rille 1d, kann
zum Beispiel für
die Durchführung
der Translationsbewegung des Drehklemmabschnitts eingesetzt werden. Der
Drehklemmabschnitt 1b ist so ausgelegt, dass er das Drahtleitungs-
und/oder Rohrleitungselement 4 fest klemmt, und zudem so
gebaut, dass er sich um eine Achse 1f dreht. Im Drehklemmabschnitt 1b werden
die Translationsbewegung entlang der Rille 1d und die Drehbewegung
um die Achse 1f durch eine Kraft bewirkt, die vom Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement 4 ausgeübt wird,
das von dem Drehklemmabschnitt 1b fest geklemmt wird.
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Die
Richtung der Achse 1f des Drehklemmabschnittes 1b ist
zudem so gebaut, dass sie die Richtung einer Translationsbewegung
der Verschiebeeinheit im Wesentlichen in rechten Winkeln kreuzt. Bei
dem obigen Bau wird die durch das Rohrleitungselement 4 ausgeübte Kraft
in den Richtungen der Translations- und der Drehbewegung in ihre
Komponenten zerlegt, wodurch glattes Verschieben des Drahtleitungs-
und/oder Rohrleitungselementes 4 möglich wird.
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2B zeigt
eine Anordnung, wenn der Drehklemmabschnitt 1b der 2A die
Translationsbewegung in die mit dem Pfeil A bezeichnete Richtung
ausführt
und zudem in die mit dem Pfeil B bezeichnete Richtung gedreht wird.
Anders als bei dem in 2B gezeigten Fall zeigt 2C die
Anordnung, wenn der Drehklemmabschnitt 1b der 2A die
Translationsbewegung in die mit dem Pfeil A bezeichnete Richtung
ausführt
und zudem in die mit dem Pfeil B' bezeichnete
Richtung gedreht wird (die der durch den Pfeil B bezeichneten Richtung
entgegengesetzt ist).
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Die
zweite Führungsvorrichtung 2 hat
die drehbare Einheit 2a und den Drehklemmabschnitt 2b,
wie in 3A gezeigt. Die drehbare Einheit 2a ist so
ausgelegt, dass sie den Drehklemmabschnitt 2b um den Umfang
des Armes 10 dreht. Ein in der drehbaren Einheit 2a bereitgestellter
Lagermechanismus kann beispielsweise für die Durchführung der
Drehbewegung des Drehklemmabschnitts eingesetzt werden. Der Drehklemmabschnitt 2b ist
so ausgelegt, dass er das Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement 4 fest
klemmt, und zudem so gebaut, dass er sich um eine Achse 2f dreht.
Die Drehbewegungen der drehbaren Einheit 2a und des Drehklemmabschnitts 2b werden
durch eine Kraft bewirkt, die vom Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement 4 ausgeübt wird,
das von dem Drehklemmabschnitt 2b fest geklemmt wird.
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Eine
Achse 2g der drehbaren Einheit 2a kreuzt die Achse 2f des
Drehklemmabschnittes 2b im Wesentlichen in rechten Winkeln.
Bei dem obigen Bau kann die durch das Rohrleitungselement 4 ausgeübte Kraft
in den Drehrichtungen der drehbaren Einheit 2a und des
Drehklemmabschnittes 2b in ihre Komponenten zerlegt werden,
wodurch glattes Verschieben des Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselementes 4 möglich wird.
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3B zeigt
eine Anordnung, bei der sich die drehbare Einheit 2a der 3A in
die mit dem Pfeil C bezeichnete Richtung dreht und der Drehklemmabschnitt 2b in
die mit dem Pfeil D bezeichnete Richtung gedreht wird.
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Die
dritte Führungsvorrichtung 3 hat
die Basis 3a und den Drehklemmabschnitt 3b, wie
in 4A gezeigt. Die Basis 3a ist am Handgelenk oder
einem Handgelenksgehäuse 7 befestigt
und hält
den Drehklemmabschnitt 3b, während dieser sich dreht. Der
Drehklemmabschnitt 3b ist so ausgelegt, dass er das Drahtleitungs-
und/oder Rohrleitungselement 4 fest klemmt, und zudem so
gebaut, dass er sich um eine Achse 3f dreht. Die Drehbewegung
des Drehklemmabschnitts 3b wird durch eine Kraft bewirkt,
die vom Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement 4 ausgeübt wird,
das von dem Drehklemmabschnitt 3b fest geklemmt wird.
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Die
Achse 3f des Drehklemmabschnittes 3b kreuzt die
Oberfläche
der zweiten Drehachse 22 des Handgelenks 20 von
dem Roboter im Wesentlichen in rechten Winkeln, so dass die Achse 3f mit
der Achse 22f der zweiten Drehachse 22 ausgerichtet
werden oder parallel dazu verlaufen kann. Bei dem obigen Bau kann
die durch das Rohrleitungselement 4 ausgeübte Kraft
in den Drehrichtungen des Drehklemmabschnittes 3b in ihre
Komponenten zerlegt werden, wodurch glattes Verschieben des Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselementes 4 möglich wird.
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4B zeigt
eine Anordnung, wobei die zweite Drehachse 22 der 4A um
die Achse 22f in der durch den Pfeil b angegebenen Richtung
geschwenkt wurde. 4C zeigt den Zustand, in dem der
Drehklemmabschnitt 3b um die Achse 3f in der durch
den Pfeil E angegebenen Richtung in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung
der zweiten Drehachse 22 geschwenkt wurde.
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5A zeigt
eine zweite Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Roboters.
Die zweite Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in 1A darin,
dass eine vierte Führungsvorrichtung
anstelle der ersten Führungsvorrichtung 1 verwendet
wird. Die Führungsvorrichtungen
der 5A umfassen somit die zweite Führungsvorrichtung, die dritte
Führungsvorrichtung
und die vierte Führungsvorrichtung.
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Die
zweite Führungsvorrichtung 2 hat
die drehbare Einheit 2a und den Drehklemmabschnitt 2b.
Sie wird neben der ersten Drehachse 21 nahe bei dem Handgelenk 20 des
Armes 10 platziert.
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Die
dritte Führungsvorrichtung 3 hat
die Basis 3a und den Drehklemmabschnitt 3b und
wird auf der dritten Drehachse 23 platziert.
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Die
vierte Führungsvorrichtung 8 hat
eine bewegliche Einheit 8a und einen Drehklemmabschnitt 8b und
wird auf dem Arm 10 platziert.
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Das
Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement 4 wird durch
die jeweiligen Klemmabschnitte der vierten Führungsvorrichtung 8,
der zweiten Führungsvorrichtung 2 und
der dritten Führungsvorrichtung 3 festgeklemmt
und zudem gehalten, so dass es sich frei bewegen kann. Der Endabschnitt
des Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselementes wird vom Klemmabschnitt 6 des
Endeffektors 5 fest gehalten. Bei dem obigen Bau kann das
Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement verschoben werden, wobei
das Verschieben die Drehbewegung und die Translationsbewegung jedes
Führungsabschnitts
je nach der Handgelenksbewegung umfasst und die obige freie Bewegung
ausnutzt.
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5B zeigt
eine Anordnung, bei der eine Drehung um die erste Drehachse 21,
die zweite Drehachse 22 und die dritte Drehachse 23 im
Handgelenksabschnitt des in 5A gezeigten
Roboters in Richtung a, Richtung b bzw. Richtung c erfolgt. Erfolgt
eine Drehung an jeder Drehachse des Handgelenks 20, dreht
sich der jeweilige Klemmabschnitt s der vierten Führungsvorrichtung 8,
der zweiten Führungsvorrichtung 2 und
der dritten Führungsvorrichtung 3 (in
die durch die Pfeile C, D, E, F und H in der Zeichnung angegebenen
Richtungen) oder führt
die Translationsbewegung aus (in die durch den Pfeil G in der Zeichnung
angegebene Richtung). Dadurch wird das Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement
in stabilem Zustand an Ort und Stelle gehalten und nicht um den
Arm 10 oder das Handgelenk 20 gewickelt.
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Die
vierte Führungsvorrichtung 8 hat
die bewegliche Einheit 8a und den Drehklemmabschnitt 8b, wie
in 6A gezeigt. Die bewegliche Einheit 8a ist so
ausgelegt, dass sie den Drehklemmabschnitt 8b dazu bringt,
sich um den Umfang des Armes 10 zu bewegen (in der Zeichnung
durch den Pfeil F dargestellt) und zudem in Längsrichtung des Armes 10 zu verschieben
(in der Zeichnung durch den Pfeil G angegeben). Beispielsweise werden
in der beweglichen Einheit 8a bereitgestellte Kugeln auf
der zylindrischen Oberfläche
des Armes 10 gerollt, wodurch die Dreh- und Verschiebebewegungen
des Drehklemmabschnitts 8b ausgeführt werden.
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Der
Drehklemmabschnitt 8b ist so ausgelegt, dass er das Drahtleitungs-
und/oder Rohrleitungselement 4 festklemmt, und zudem so
gebaut, dass er sich um eine Achse dreht (in der Zeichnung mit einem
Pfeil H angegeben). Die Drehbewegungen der beweglichen Einheit 8a und
des Drehklemmabschnitts 8b sowie die Verschiebebewegung
der beweglichen Einheit 8a werden durch eine Kraft bewirkt,
die vom Drahtleitungs- und/oder
Rohrleitungselement 4 ausgeübt wird, das von dem Drehklemmabschnitt 8b festgeklemmt
wird.
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Die
Achse der beweglichen Einheit 8a und des Drehklemmabschnittes 8b sind
so platziert, dass sie einander im Wesentlichen in rechten Winkeln kreuzen.
Bei dem obigen Bau wird die durch das Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement 4 ausgeübte Kraft
in den Drehrichtungen der beweglichen Einheit 8a und des
Drehklemmabschnitts 8b sowie in Richtung der Translationsbewegung
der beweglichen Einheit 8a in ihre Komponenten zerlegt,
wodurch glattes Verschieben des Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselementes 4 möglich wird.
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6B zeigt
eine Anordnung, in der sich die bewegliche Einheit 8a in
die mit dem Pfeil F bezeichnete Richtung um sich selbst dreht und
zudem in die durch den Pfeil G dargestellte Richtung verschiebt und
der Drehklemmabschnitt 8b in die mit dem Pfeil H bezeichnete
Richtung gedreht wird.
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Wie
oben beschrieben, ist es erfindungsgemäß möglich zu verhindern, dass ein
Drahtleitungs- und/oder Rohrleitungselement den Roboter oder dessen
periphere Ausrüstung
behindert.