DE69008741T2

DE69008741T2 - Mehrachsiger Roboter.

Info

Publication number: DE69008741T2
Application number: DE69008741T
Authority: DE
Inventors: Takekazu Kakinuma
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-01-23
Filing date: 1990-01-08
Publication date: 1994-08-25
Anticipated expiration: 2010-01-09
Also published as: DE69008741D1; JP2699510B2; KR0166581B1; EP0380206A1; EP0380206B1; JPH02198782A; KR900011545A; US5042774A; MY105188A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen mehrachsigen Roboter, der mindestens eine Armeinheit mit mehreren Schwenkachsen aufweist. Insbesondere betrifft diese Erfindung einen mehrachsigen Roboter mit mindestens einer Armeinheit, die eine Schwenkbasis bzw. ein Schulterelement, einen an dem Schulterelement schwenkbar angebrachten ersten Schwenkarm und einen zweiten Schwenkarm, der an dem freien Ende des ersten Schwenkarms schwenkbar angebracht ist, umfaßt. In US-A-4 637 776 ist ein solcher mehrachsiger Roboter mit einer Armeinheit beschrieben, bei dem ein Hauptdrehgelenk an einer ortsfesten Säule angebracht ist.
In den letzten Jahren sind zur Bearbeitung verschiedener Materialien, z. B. der Herstellung von Bauteilen, oder zur Montage von Geräten verschiedene Industrieroboter verwendet worden. Zu diesen Industrierobotern gehört ein mehrachsiger Roboter, der eine Armeinheit mit mehreren Schwenkachsen aufweist. Ein solcher Roboter umfaßt im wesentlichen einen ortsfesten Sockel, der an einem Montageabschnitt an einer vorgegebenen Position befestigt ist, einen an dem ortsfesten Sokkel schwenkbar angebrachten ersten Schwenkarm, einen an dem freien Ende des ersten Schwenkarms schwenkbar angebrachten zweiten Schwenkarm, eine an dem freien Ende des zweiten Schwenkarms angebrachte Werkzeugbefestigungswelle, einen Antriebsmechanismus zum Antreiben der Werkzeugbefestigungswelle etc.
Bei der Montage einer Geräts werden gewöhnlich verschiedene Arbeiten ausgeführt. Wenn in einer Fertigungsstraße Arbeiten von Industrierobotern ausgeführt werden, erfordert diese daher mehrere Roboter. Infolgedessen wird die Fertigungsstraße insgesamt sehr lang, was hohe Installationskosten mit sich bringt.
Ein mehrachsiger Roboter kann zwar kompakt gebaut werden, aber es ist schwierig, von vornherein mehrere Werkzeuge an dem Roboter anzubringen. Daraus ergeben sich Nachteile, da das am Roboter angebrachte Werkzeug bei jeder Änderung eines Arbeitsgangs in der Fertigungsstraße gewechselt werden muß, was die Arbeitseffizienz verringert.
Zur Beseitigung dieser Nachteile wurde ein verbesserter mehrarmiger, mehrachsiger Roboter vorgeschlagen, an dem sich mehrere Werkzeuge anbringen lassen, die wahlweise oder gleichzeitig betätigt werden können. Dieser Roboter umfaßt im allgemeinen einem im wesentlichen zylindrischen ortsfesten Sokkel und zwei an dem ortsfesten Sockel schwenkbar angebrachte Armeinheiten. Durch den Einsatz dieses Roboters läßt sich die Gesamtlänge einer Fertigungsstraße verringern. Da die Arme jeweils an festgelegten Positionen an dem ortsfesten Sockel angebracht sind, ist jedoch der Arbeitsbereich jedes Arms und damit auch der gemeinsame Arbeitsbereich der Arme nicht zu verändern. Wenn der Arbeitsbereich der Arme oder der gemeinsame Arbeitsbereich der Arme verändert werden soll, um eine Änderung des Betriebs der Fertigungsstraße zu erleichtern, muß in dieser daher ein anderer Roboter aufgestellt werden.
Daher besteht eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die obengenannten Nachteile zu beseitigen und einen mehrachsigen Roboter zu schaffen, bei dem der Arbeitsbereich seiner Arme, und damit auch deren gemeinsamer Arbeitsbereich, wahlweise geändert werden kann.
Erfindungsgemäß wird ein Roboter geschaffen mit
einem ortsfesten Sockel,
einem ersten Arbeitsende und einem zweiten Arbeitsende, die jeweils mit einem Werkzeug zur Ausführung einer vorgegebenen Arbeit an einer vorgegebenen Arbeitsposition ausgestattet sind,
einer an dem ortsfesten Sockel angebrachten ersten Armeinheit, an der sich das erste Arbeitsende befindet, und einer an der ersten Armeinheit angebrachten zweiten Armeinheit, an der sich das zweite Arbeitsende befindet,
wobei die erste Armeinheit und die zweite Armeinheit jeweils eine Schwenkbasis, ein an der Schwenkbasis schwenkbar angebrachtes erstes Armelement und ein am freien Ende des ersten Armelements schwenkbar angebrachtes zweites Armelement umfassen und sich das Arbeitsende am freien Ende dieses zweiten Armelements befindet, wodurch sich die Arbeitsposition dieses Arbeitsendes durch Drehen des ersten Armelements in bezug auf die Schwenkbasis und Drehen des zweiten Armelements in bezug auf das erste Armelement in einem vorgegebenen Arbeitsbereich einstellen läßt, und wobei die Schwenkbasis der ersten Armeinheit mit dem ortsfesten Sockel abnehmbar verbunden ist und die Schwenkbasis der zweiten Armeinheit mit der Schwenkbasis der ersten Armeinheit abnehmbar verbunden ist,
wobei die Schwenkbasen in bezug auf einander und den ortsfesten Sockel drehbar sind, damit die Ausrichtungen der Arbeitsbereiche der Arbeitsenden jeweils in bezug auf den ortsfesten Sockel verstellt werden können und der gemeinsame Arbeitsbereich, in dem sich die Arbeitsbereiche der ersten und zweiten Armeinheiten überschneiden, geändert werden kann, und
sowohl die erste Armeinheit als auch die zweite Armeinheit am ortsfesten Sockel angebracht werden können.
Die Ausrichtung der ersten Armeinheit in bezug auf den ortsfesten Sockel und der zweiten Armeinheit in bezug auf die erste Armeinheit ist verstellbar, so daß die Arbeitsbereiche der ersten und zweiten Armeinheit geändert werden können, wodurch der gemeinsame Arbeitsbereich, in dem sich die Arbeitsbereiche der ersten und zweiten Armeinheiten überschneiden, geändert werden kann. Die ersten Armelemente der ersten und zweiten Armeinheit sind jeweils um eine im wesentlichen senkrechte, mit einer Achse des ortsfesten Sockels koaxial verlaufende erste Achse schwenkbar, und die zweiten Armelemente der ersten und zweiten Armeinheit sind um eine im wesentlichen senkrechte zweite bzw. dritte Achse schwenkbar. Die ersten Armelemente der ersten und zweiten Armeinheit sind jeweils in eine im wesentlichen waagerechte Richtung um einen vorgegebenen Winkel schwenkbar, und die Arbeitsposition der ersten und zweiten Armeinheit läßt sich durch Verstellen der Ausrichtung der ersten und/oder zweiten Armeinheit ändern, wobei diese um ihre Achse gedreht werden. Der ortsfeste Sokkel weist vorzugsweise an seiner Oberseite mehrere in regelmäßigen Abständen angeordnete Verbindungsabschnitte auf, und die Schwenkbasis der ersten Armeinheit weist vorzugsweise an ihrer Unterseite mehrere Verbindungsabschnitte auf, die in den gleichen regelmäßigen Abständen angeordnet sind wie die des ortsfesten Sockels. Die Verbindungsabschnitte an der Unterseite der Schwenkbasis der ersten Armeinheit lassen sich an den entsprechenden Verbindungsabschnitten des ortsfesten Sockels dergestalt anbringen, daß die erste Armeinheit in verschiedenen Ausrichtungen mit dem ortsfesten Sockel verbunden werden kann. Außerdem weist vorzugsweise die Schwenkbasis der ersten Armeinheit ebenfalls an ihrer Oberseite mehrere in regelmäßigen Abständen angeordnete Verbindungsabschnitte auf, und die Schwenkbasis der zweiten Armeinheit weist vorzugsweise an ihrer Unterseite mehrere Verbindungsabschnitte auf, die in den gleichen regelmäßigen Abständen angeordnet sind wie die der ersten Armeinheit. Die Verbindungsabschnitte an der Unterseite der Schwenkbasis der zweiten Armeinheit lassen sich an den entsprechenden Verbindungsabschnitten an der Oberseite der Schwenkbasis der ersten Armeinheit dergestalt anbringen, daß die zweite Armeinheit in verschiedenen Ausrichtungen mit dem ortsfesten Sockel verbunden werden kann. An den einander zugewandten Seiten der Schwenkbasis der ersten Armeinheit und dem ortsfesten Sockel sowie der Schwenkbasen der ersten und der zweiten Armeinheit sind ringförmige Räume ausgebildet, die um die Achse des ortsfesten Sockels verlaufen.
Im folgenden wird diese Erfindung an Hand nicht einschränkender Beispiele und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine aufgelöste perspektivische Ansicht der ersten bevorzugten Ausführung eines mehrachsigen Roboters gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die beiden Armeinheiten von dem ortsfesten Sockel entfernt sind,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des mehrachsigen Roboters von Fig. 1, wobei die beiden Armeinheiten montiert sind,
Fig. 3(A) eine perspektivische Ansicht des mehrachsigen Roboters von Fig. 1, wobei die obere Armeinheit am ortsfesten Sockel montiert ist,
Fig. 3(A) eine perspektivische Ansicht des mehrachsigen Roboters von Fig. 1, wobei die untere Armeinheit am ortsfesten Sockel montiert ist,
Fig. 4 eine Teilschnitt-Seitenansicht des mehrachsigen Roboters von Fig. 1, wobei die beiden Armeinheiten und der ortsfeste Sockel zusammengebaut sind,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Schulterelements des mehrachsigen Roboters von Fig. 1, von schräg unten gesehen,
Fig. 6 eines Schnitt durch den mehrachsigen Roboter von Fig. 1 entlang des Pfeils VI-VI in Fig. 4,
Fig. 7 eine schematische Draufsicht zur Veranschaulichung der Arbeitsbereiche der Armeinheiten des mehrachsigen Roboters von Fig. 1,
Fig. 8(A), Fig. 8(B) und Fig. 8(C) jeweils schematische Ansichten zur Veranschaulichung der Änderung des gemeinsamen Arbeitsbereichs der Armeinheiten des mehrachsigen Roboters durch Änderung der Ausrichtung der Armeinheiten in bezug auf einander,
Fig. 9 eine aufgelöste perspektivische Ansicht eines wesentlichen Teils einer zweiten bevorzugten Ausführung eines mehrachsigen Roboters gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 10 eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung der Änderung des gemeinsamen Arbeitsbereichs der Armeinheiten des mehrachsigen Roboters von Fig. 9,
Fig. 11 eine aufgelöste perspektivische Ansicht eines wesentlichen Teils einer dritten bevorzugten Ausführung eines mehrachsigen Roboters gemäß der vorliegenden Erfindung und
Fig. 12 eine Teilschnitt-Seitenansicht eines wesentlichen Teils des mehrachsigen Roboters von Fig. 11.
Im folgenden wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, insbesondere auf Fig. 1 bis Fig. 4. Ein mehrachsiger Roboter 1 umfaßt einen ortsfesten Sockel 2, eine untere Armeinheit 3 und eine obere Armeinheit 4. Die untere Armeinheit 3 weist eine abnehmbare Schwenkbasis bzw. ein abnehmbares unteres Schulterelement 5, einen ersten Schwenkarm 6, einen zweiten Schwenkarm 7 und eine Werkzeugbefestigungswelle 8 auf. Das untere Schulterelement 5 ist auf der Oberseite des ortsfesten Sockels 2 angeordnet und von diesem abnehmbar. Ein Ende des ersten Schwenkarms 6 ist am unteren Schulterelement 5 schwenkbar angebracht, und ein Ende des zweiten Schwenkarms 7 ist wiederum am freien Ende des ersten Schwenkarms 6 schwenkbar angebracht. Die Werkzeugbefestigungswelle 8 ist so am freien Ende des zweiten Schwenkarms 7 angebracht, daß sie sich in Richtung ihrer Achse ausfahren und zurückziehen läßt.
Die obere Armeinheit 4 weist gleichermaßen eine abnehmbare Schwenkbasis bzw. ein abnehmbares oberes Schulterelement 9, einen ersten Schwenkarm 10, einen zweiten Schwenkarm 11 und eine Werkzeugbefestigungswelle 12 auf. Das obere Schulterelement 9 ist auf der Oberseite des unteren Schulterelements 5 der unteren Armeinheit 3 angeordnet und von diesem abnehmbar. Ein Ende des ersten Schwenkarms 10 ist am oberen Schulterelement 9 schwenkbar angebracht, und ein Ende des zweiten Schwenkarms 11 ist wiederum am freien Ende des ersten Schwenkarms 10 schwenkbar angebracht. Die Werkzeugbefestigungswelle 12 ist so am freien Ende des zweiten Schwenkarms 11 angebracht, daß sie sich in Richtung ihrer Achse ausfahren und zurückziehen läßt.
Wenn nach Verbinden der Schulterelemente 5 und 9 das untere Schulterelement 5 am ortsfesten Sockel 2 befestigt wird, ergibt sich ein zweiarmiger Roboter 1A, wie in Fig. 2 gezeigt.
Außerdem ergibt sich durch Befestigen eines der Schulterelemente 5 oder 9 am ortsfesten Sockel 2 ein einarmiger Roboter 1B bzw. 1C, wie in Fig. 3(A) bzw. Fig. 3(B) gezeigt.
Außerdem läßt sich die Ausrichtung der oberen Armeinheit 4 in bezug auf die untere Armeinheit 3 durch Drehen um ihre gemeinsame Achse verstellen. Infolgedessen können bei einem zweiarmigen Roboter 1A die Arbeitsbereiche der beiden Armeinheiten 3 und 4 so verstellt werden, daß sich getrennte oder gemeinsame Arbeitsbereiche ergeben.
Weiterhin sind die einander zugewandten Seiten des ortsfesten Sockels und der Schwenkbasen der Armeinheiten jeweils so ausgebildet, daß ringförmige Räume 16 und 17 entstehen, die um die Achse herum verlaufen - siehe Fig. 4. Der ringförmige Raum 16 wird zwischen den Armeinheiten 3 und 4 gebildet, wenn die Armeinheiten 3 und 4 an dem ortsfesten Sockel 2 angebracht sind, und der ringförmige Raum 17 wird zwischen der unteren Armeinheit 3 und dem ortsfesten Sockel 2 gebildet. In diesen Räumen können Drähte, Kabel etc. untergebracht werden, die verschiedene Elemente miteinander verbinden.
Zur Erleichterung des Verständnisses der bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung, werden im folgenden die Bauteilgruppen einzeln beschrieben.
Der ortsfeste Sockel 2 ist in einem Stück geformt und umfaßt (in Fig. 1) einen im wesentlichen zylindrischen Hauptteil 18, dessen Achse im wesentlichen senkrecht verläuft, sowie einen flanschartigen Befestigungsteil 19, der vom unteren Rand des Hauptteils 18 nach außen ragt. Fast im ganzen Hauptteil 18 ist, außer in dessen oberem Teil, ein im wesentlichen zylindrischer Hohlraum 21 ausgebildet.
Der Hauptteil 18 weist eine im wesentlichen zylindrische Motoraufnahmeöffnung 20 auf, die an ihrem oberen Ende zur Mitte einer oberen Endfläche 18a des Hauptteils 18 hin offen ist und an ihrem unteren Ende in den zylindrischen Hohlraum 21 des Hauptteils 18 führt. Der Hauptteil 18 weist außerdem eine im wesentlichen ringförmige Vertiefung 22 auf, die an der oberen Endfläche 18a zwischen dem Rand des Hauptteils 18 und der Motoraufnahmeöffnung 20 ausgebildet ist.
Weiterhin sind in der oberen Endfläche 18a des Hauptteils 18 in der Nähe dessen Rands in regelmäßigen Abständen vier Gewindelöcher 23 ausgebildet, die zur Anbringung der Armeinheit 3 und/oder Armeinheit 4 am ortsfesten Sockel 2 dienen.
Der Hauptteil 18 weist außerdem ein Durchgangsloch 24 auf, das die ringförmige Vertiefung 22 mit dem Hohlraum 21 verbindet und durch das eine Verbindungskabeleinheit 25 geführt werden kann. Die Verbindungskabeleinheit 25 umfaßt mehrere Signalkabel, Steuerkabel etc. Ein Ende der Verbindungskabeleinheit 25 ist durch das Durchgangsloch 24 geführt und mit einem im Hohlraum 21 angeordneten Regler bzw. Steckverbinder (nicht abgebildet) verbunden, und das andere Ende der Verbindungskabeleinheit 25 ist mit einem Stecker 26 versehen.
Das untere Schulterelement 5 der unteren Armeinheit 3 ist im wesentlichen zylindrisch und weist die gleiche Höhe und den gleichen Durchmesser wie der Hauptteil 18 des ortsfesten Sockels 2 auf. Außerdem weist das untere Schulterelement 5 eine Armaufnahmeaussparung 27 mit einem iin wesentlichen D- förmigen Querschnitt auf, die in der Nähe der Oberseite des unteren Schulterelements 5 angeordnet ist. An der oberen und unteren Fläche 28 der Armaufnahmeaussparung 27 ist jeweils eine im wesentlichen zylindrische Lageraufnahmevertiefung 28a ausgebildet, und in diesen Lageraufnahmevertiefungen 28a ist jeweils ein Kugellager 29 eingesetzt, wie in Fig. 4 deutlich zu sehen ist.
Das untere Schulterelement 5 weist weiterhin einen sich senkrecht erstreckenden Schlitz 30 auf, der an dessen Außenseite an einer Stelle hinter der Armaufnahmeaussparung 27 ausgebildet ist. Der Schlitz 30 ist so ausgebildet, daß er nicht bis zur Oberseite 5a und Unterseite 5b des unteren Schulterelements 5 reicht. Der Schlitz 30 weist ein Schraubenloch 31 auf, das sich zwischen dessen unterer Fläche 30a und der Unterseite 5b des unteren Schulterelements 5 erstreckt. Zusätzlich weist das untere Schulterelement 5 drei weitere sich senkrecht erstreckende Schlitze 32 auf, die an dessen Außenseite ausgebildet sind. Die oberen Enden der Schlitze 32 sind zur unteren Fläche 28 der Armaufnahmeaussparung 27 hin offen, und deren untere Enden reichen nicht bis zur Unterseite 5b des unteren Schulterelements 5. Jede der unteren Flächen 32a der Schlitze 32 weist ein Durchgangsloch 33 auf, das die unteren Flächen 32a der Schlitze 32 und die Unterseite 5b des unteren Schulterelements 5 räumlich miteinander verbindet. Die vier Durchgangslöcher 31 und 33 (dreimal vorhanden) sind in regelmäßigen Abständen angeordnet.
Das untere Schulterelement 5 weist ferner vier Gewindelöcher 34 auf, die sich zur Oberseite 5a des unteren Schulterelements 5 hin öffnen und entsprechend den Durchgangslöchern 31 und 33 angeordnet sind.
An der Oberseite 5a des unteren Schulterelements 5 ist in der Mitte eine im wesentlichen zylindrische Vertiefung 35 ausgebildet, die dazu dient, die Achsen des unteren Schulterelements 5 und des oberen Schulterelements 9 aufeinander aus zurichten, und um die zylindrische Vertiefung 35 ist eine obere ringförmige Vertiefung 36 ausgebildet, die zur Bildung des ringförmigen Raums 16 zwischen den Armeinheiten 3 und 4 dient. An der Unterseite 5b des unteren Schulterelements 5 ist entsprechend der oberen ringförmigen Vertiefung 36 eine untere ringförmige Vertiefung 37 ausgebildet, die zur Bildung des ringförmigen Raums 17 zwischen der unteren Armeinheit 3 und dem ortsfesten Sockel 2 dient. Zur räumlichen Verbindung der ringförmigen Vertiefungen 36 und 37 ist in dem unteren Schulterelement 5 ein Kabelführungsloch 38 ausgebildet.
Weiterhin ist an der Unterseite 5b des unteren Schulterelements 5 in deren Mitte ein Antriebsmotor 39 angebracht. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist im unteren Schulterelement 5 unterhalb der Armaufnahmeaussparung 27 ein Hohlraum 40 ausgebildet. In diesem Hohlraum 40 ist ein von dem Antriebsmotor 39 angetriebener Armantriebsmechanismus (nicht gezeigt) angeordnet.
Der erste Schwenkarm 6 erstreckt sich in waagerechter Richtung. Beide Endflächen 6a des ersten Schwenkarms 6 sind so ausgebildet, daß sie in der waagerechten Ebene abgerundet sind. Eine senkrecht stehende Haltewelle 42 verläuft durch eine in einem Endabschnitt 41 des ersten Schwenkarms 6 ausgebildete Öffnung und ist an diesem befestigt. Beide Enden der Haltewelle 42 sind in am unteren Schulterelement 5 angebrachten Kugellagern 29 drehbar gelagert. Der Endabschnitt 41 des ersten Schwenkarms 6 ist in der Armaufnahmeaussparung 27 des unteren Schulterelements 5 angeordnet. Der erste Schwenkarm 6 kann sich zwischen einer in Fig. 3(B) mit durchgezogenen Linien gezeigten ersten Stellung, in der eine Seitenfläche 6b des ersten Schwenkarms 6 eine gerade Wand 43 der Armaufnahmeaussparung 27 berührt, und einer in Fig. 3(B) mit strichpunktierten Linien gezeigten zweiten Stellung, in der die andere Seitenfläche 6c des ersten Schwenkarms 6 die gerade Wand 43 berührt, in einer horizontalen Ebene um etwa 180º drehen. Die Haltewelle 42 wird mittels des von dem Antriebsmotor 39 angetriebenen Armantriebsmechanismus gedreht, wodurch sich auch der erste Schwenkarm 6 dreht.
Am freien Ende 45 des ersten Schwenkarms 6 ist eine Welle 44 drehbar angebracht, die vom ersten Schwenkarm 6 nach unten ragt. Die Welle 44 wird mittels eines Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) gedreht, der von einem auf der Oberseite des ersten Schwenkarms 6 befestigten Antriebsmotor 46 angetrieben wird.
Der zweite Schwenkarnm 7 erstreckt sich ebenfalls in waagerechter Richtung, ist aber etwas kürzer als der erste Schwenkarm 6. Ein Endabschnitt 7a des zweiten Schwenkarms 7 ist an der vom ersten Schwenkarm 6 wegragenden Welle 44 befestigt, so daß der zweite Schwenkarnm 7 durch Drehung der Welle 44 in einer waagerechten Ebene gedreht wird. Der zweite Schwenkarm 7 kann sich z. B. um etwa 290º um die Achse des Abschnitts drehen, an dem der zweite Schwenkarm 7 mit dem ersten Schwenkarm 6 verbunden ist.
Die Werkzeugsbefestigungswelle 8 ist am freien Ende 7b des zweiten Schwenkarms 7 drehbar angebracht und kann sich in Richtung ihrer eigenen Achse bewegen. Am unteren Ende der Werkzeugsbefestigungswelle 8 läßt sich ein Werkzeug 47 abnehmbar anbringen, das mittels eines von einem Motor 48 angetriebenen Antriebsmechanismus 49 senkrecht in Richtung der Achse der Welle 8 bewegt werden kann. Die Werkzeugsbefestigungswelle 8 wird mittels eines Drehmechanismus (nicht gezeigt) gedreht, der von einem an der Unterseite des zweiten Schwenkarms 7 angebrachten Motor 50 angetrieben wird.
Durch das im unteren Schulterelement 5 ausgebildete Kabelführungsloch 38 ist ein Verbindungskabel 51 geführt. Dessen Endabschnitte 51a und 51b sind aus aus dem oberen bzw. dem unteren Ende des Kabelführungslochs 38 herausgezogen und mit Steckern 52 bzw. 53 verbunden.
Wie das untere Schulterelement 5 der unteren Armeinheit 3 ist das obere Schulterelement 9 der oberen Armeinheit 4 im wesentlichen zylindrisch und weist die gleiche Höhe und den gleichen Durchmesser wie der Hauptteil 18 des ortsfesten Sockels 2 auf. Das obere Schulterelement 9 weist eine Armaufnahmeaussparung 54 mit einem im wesentlichen D-förmigen Querschnitt auf, die in der Nähe der Unterseite 9a des oberen Schulterelements 9 angeordnet ist. An der oberen und unteren Fläche 55 der Armaufnahmeaussparung 54 ist jeweils eine im wesentlichen zylindrische Lageraufnahmevertiefung 55a ausgebildet, und in diesen Lageraufnahmevertiefungen 55a ist jeweils ein Kugellager 56 eingesetzt, wie in Fig. 4 deutlich zu sehen ist.
Das obere Schulterelement 9 weist weiterhin einen sich senkrecht erstreckenden Schlitz 57 auf, der an dessen Außenseite an einer Stelle hinter der Armaufnahmeaussparung 54 ausgebildet ist. Der Schlitz 57 ist so ausgebildet, daß er nicht bis zur Oberseite 9a und Unterseite 9b des oberen Schulterelements 9 reicht. Der Schlitz 57 weist ein Schraubenloch 58 auf, das sich zwischen dessen unterer Fläche 57a und der Unterseite 9b des oberen Schulterelements 9 erstreckt. Zusätzlich weist das obere Schulterelement 9 drei Vertiefungen 59 auf, die an dessen Außenseite in der unteren Fläche 55 der Armaufnahmeaussparung 54 ausgebildet sind. Jede der Vertiefungen 59 weist ein Schraubenloch 60 auf, das zwischen deren unterer Fläche und der Unterseite 9a des oberen Schulterelements 9 verläuft. Die vier Schraubenlöcher 58 und 60 (dreimal vorhanden) sind in regelmäßigen Abständen, d. h. um 90º versetzt, angeordnet.
Das obere Schulterelement 9 weist außerdem einen im wesentlichen zylindrischen Vorsprung 61 auf, der von der Mitte der Unterseite 9a des oberen Schulterelements 9 nach unten ragt. Dieser Vorsprung 61 kann in die Vertiefung 35 des unteren Schulterelements 5 gesteckt werden, um die Achse des oberen Schulterelements 9 auf die Achse des unteren Schulterelements 5 auszurichten. Zur Formung des ringförmigen Raums 16 zwischen der unteren Armeinheit 3 und der oberen Armeinheit 4 ist an der Unterseite 9a des oberen Schulterelements 9 um den Vorsprung 61 herum eine ringförmige Vertiefung 62 ausgebildet. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist im oberen Schulterelement 9 oberhalb der Armaufnahmeaussparung 54 ein Hohlraum 63 ausgebildet. Das obere Schulterelement 9 weist ein Kabelführungsloch 64 auf, das sich zwischen dem Hohlraum 63 und der ringförmigen Vertiefung 62 erstreckt. Auf der Oberseite 9b des oberen Schulterelements 9 ist ein Armantriebsmotor 65 angebracht, und im Hohlraum 63 ist ein von dem Armantriebsmotor 65 angetriebener Armantriebsmechanismus (nicht gezeigt) angeordnet.
Der erste Schwenkarm 10 und der zweite Schwenkarm 11 erstrecken sich wie er erste Schwenkarm 6 und der zweite Schwenkarm 7 der unteren Armeinheit 3 in waagerechter Richtung. Der erste Schwenkarm 10 und der zweite Schwenkarm 11 sind im wesentlichen ebenso lang wie er erste Schwenkarm 6 bzw. der zweite Schwenkarm 7 der unteren Armeinheit 3. Ein Endabschnitt 66 des ersten Arms 10 ist in der Armaufnahmeaussparung 54 des oberen Schulterelemenets 9 angeordnet. Eine senkrecht stehende Haltewelle 67 verläuft durch eine im Endabschnitt 66 ausgebildete Öffnung und ist an diesem befestigt, wie in Fig. 4 gezeigt. Die Haltewelle 67 ist in zwei am oberen Schulterelement 9 angebrachten Kugellagern 56 drehbar gelagert. Infolgedessen kann sich der erste Schwenkarm 10 zwischen einer in Fig. 3(B) mit durchgezogenen Linien gezeigten ersten Stellung, in der eine Seitenfläche 10a des ersten Schwenkarms 10 eine gerade Wand 68 der Armaufnahmeaussparung 54 berührt, und einer in Fig. 3(B) mit strichpunktierten Linien gezeigten zweiten Stellung, in der die andere Seitenfläche 10b des ersten Schwenkarms 10 die gerade Wand 68 berührt, in einer horizontalen Ebene um etwa 180º um seine Achse drehen.
Der andere Endabschnitt 70 des ersten Schwenkarms 10 ist mit einer Welle 69 versehen, die daran drehbar angebracht ist, sowie mit einem Armantriebsmotor 71, der die Welle 69 dreht. Ein Endabschnitt 10a des zweiten Schwenkarms 11 ist an einem nach unten ragenden Abschnitt der Welle 69 befestigt, wodurch der zweite Schwenkarm 11 von dem Armantriebsmotor 71 über die die Welle 69 z. B. um etwa 290º gedreht werden kann.
Die Werkzeugsbefestigungswelle 12 ist am freien Endabschnitt 11b des zweiten Schwenkarms 11 drehbar angebracht und kann sich in Richtung ihrer eigenen Achse bewegen. Am unteren Ende der Werkzeugsbefestigungswelle 12 läßt sich ein Werkzeug 72 abnehmbar anbringen, das mittels eines von einem Motor 73 angetriebenen Antriebsmechanismus 74 senkrecht in Richtung der Achse der Welle 12 bewegt werden kann. Die Werkzeugsbefestigungswelle 12 wird mittels eines Drehmechanismus (nicht gezeigt) gedreht, der von einem an der Unterseite des zweiten Schwenkarms 11 angebrachten Motor 75 angetrieben wird.
Durch das im oberen Schulterelement 9 ausgebildete Kabelführungsloch 64 ist eine Verbindungskabeleinheit 76 mit mehreren Kabeln geführt. Ein Endabschnitt der Verbindungskabeleinheit 76 verzweigt sich in mehrere Kabel, deren Enden mit dem an der Oberseite 9b des oberen Schulterelements 9 befestigten Motor 65 bzw. dem Motor 71 zur Drehung des zweiten Schwenkarms 11 bzw. den Motoren 73 und 75 zum Bewegen bzw. Drehen der Werkzeugbefestigungswelle 12 verbunden sind. Der andere Endabschnitt 76a der Verbindungskabeleinheit 76 ist aus dem Kabelführungsloch 64 herausgezogen und dessen Ende mit einem Stecker 77 verbunden.
Bei dieser Ausführung erfolgen das Verbinden der oberen Armeinheit 4 mit der unteren Armeinheit 3 sowie die Anbringung der unteren Armeinheit 3 und oberen Armeinheit 4 am ortsfesten Sockel 2 auf folgende Weise.
Beim Verbinden der oberen Armeinheit 4 mit der unteren Armeinheit 3 wird der Vorsprung 61, der an der Unterseite 9a des oberen Schulterelements 9 der oberen Armeinheit 4 ausgebildet ist, in die Vertiefung 35, die an der Oberseite 5a des unteren Schulterelements 5 der unteren Armeinheit 3 ausgebildet ist, gesteckt, so daß die Unterseite 9a des oberen Schulterelements 9 die Oberseite 5a des unteren Schulterelements 5 berührt. Danach werden die vier im oberen Schulterelement 9 der oberen Armeinheit 4 ausgebildeten Schraubenlöcher 58 und 60 auf die vier an der Oberseite 5a des unteren Schulterelements 5 der unteren Armeinheit 3 ausgebildeten Gewindelöcher 34 ausgerichtet. Dann werden vier Schrauben 78 in die Schraubenlöcher 58 und 60 gesteckt und in die Gewindelöcher 34 geschraubt.
Auf diese Weise ist das obere Schulterelement 9 so am unteren Schulterelement 5 befestigt, daß das obere Schulterelement 9 und das untere Schulterelement 5 koaxial angeordnet sind. Daher dreht sich der erste Schwenkarm 10 der oberen Armeinheit 4 um die gleiche Achse wie der erste Schwenkarm 6 der unteren Armeinheit 3.
Ferner wird beim Verbinden der oberen Armeinheit 4 mit der unteren Armeinheit 3 durch die ringförmige Vertiefung 36, die an der Oberseite 5a des unteren Schulterelements 5 der unteren Armeinheit 3 ausgebildet ist, und durch die ringförmige Vertiefung 62, die an der Unterseite 9a des oberen Schulterelements 9 der oberen Armeinheit 4 ausgebildet ist, der ringförmige Raum 16 gebildet. In diesem ringförmigen Raum 16 wird der Stecker 52 des herausgezogenen Abschnitts 51a des Verbindungskabels 51 der unteren Armeinheit 3 mit dem Stecker 77 des herausgezogenen Abschnitts 76a des Verbindungskabels 76 der oberen Armeinheit 4 verbunden. Somit werden der obere herausgezogene Abschnitt 51a des Verbindungskabels 51, der Stecker 52, der untere herausgezogene Abschnitt 76a des Verbindungskabels 76 und der Stecker 77 in dem ringförmigen Raum 16 untergebracht.
Bei der Anbringung der unteren Armeinheit 3 am ortsfesten Sockel 2 wird die Unterseite 5b des unteren Schulterelements 5 der unteren Armeinheit 3 an der Oberseite 18a des Hauptteils 18 des ortsfesten Sockels 2 zugewandt, und dann werden die vier Schraubenlöcher 31 und 33 der Schlitze 30 und 32 des unteren Schulterelements 5 auf die vier Gewindelöcher 23 ausgerichtet. Anschließend werden vier Schrauben 79 in die Schraubenlöcher 31 und 33 gesteckt und in die Gewindelöcher 23 geschraubt. Auf diese Weise wird das untere Schulterelement 5 am ortsfesten Sockel 2 befestigt und der an der Unterseite 5b des unteren Schulterelements 5 angebrachte Motor 39 in der Motoraufnahmeöffnung 20 untergebracht.
Ferner wird beim Verbinden der unteren Armeinheit 3 mit dem ortsfesten Sockel 2 durch die ringförmige Vertiefung 37, die an der Unterseite 5b des unteren Schulterelements 5 der unteren Armeinheit 3 ausgebildet ist, und durch die ringförmige Vertiefung 22, die an der Oberseite 18a des Hauptteils 18 des ortsfesten Sockels 2 ausgebildet ist, der ringförmige Raum 17 gebildet. In diesem ringförmigen Raum 17 wird der Stecker 53 des unteren herausgezogenen Abschnitts 51b des Verbindungskabels 51 der unteren Armeinheit 3 mit dem Stecker 26 des oberen herausgezogenen Abschnitts 25a des Verbindungskabels 25 des ortsfesten Sockels 2 verbunden. Somit werden der untere herausgezogene Abschnitt 51b des Verbindungskabels 51, der Stecker 53, der obere herausgezogene Abschnitt 25a des Verbindungskabels 25 und der Stecker 26 in dem ringförmigen Raum 17 untergebracht.
Auf die oben beschriebene Weise lassen sich die untere Armeinheit 3 und die obere Armeinheit 4 mit dem ortsfesten Sokkel 2 verbinden, wodurch ein Roboter 1A mit zwei Armen montiert werden kann, wie in Fig. 2 gezeigt.
Wenn dagegen nur die obere Armeinheit 4 an dem ortsfesten Sockel 2 angebracht wird, wird die Unterseite 9a des oberen Schulterelemenets 9 der oberen Armeinheit 4 der Oberseite 18a des Hauptteils 18 des ortsfesten Sockels 2 zugewandt, und es werden dann die vier Schraubenlöcher 58 und 60, die in dem Schlitz 57 bzw. den Vertiefungen 59 des oberen Schulterelements 9 ausgebildet sind, auf die entsprechenden Gewindelöcher 23, die im Hauptteil 18 des ortsfesten Sockels 2 ausgebildet sind, ausgerichtet. Danach werden die vier Schrauben 78 in die Schraubenlöcher 58 und 60 gesteckt und in die entsprechenden Gewindelöcher 23 geschraubt. Auf diese Weise kann ein Roboter 1B mit einem Arm, bei dem nur die obere Armeinheit 4 an dem ortsfesten Sockel 2 angebracht wird, montiert werden, wie in Fig. 3(A) gezeigt. Außerdem kann ein weiterer Roboter 1C mit einem Arm, bei dem nur die untere Armeinheit 3 an dem ortsfesten Sockel 2 angebracht wird, montiert werden, wie in Fig. 3(B) gezeigt.
Wenn ein Roboter 1C mit einem Arm unter Verwendung der unteren Armeinheit 3 montiert wird, wird die Oberseite des unteren Schulterelements 5 mit einer Schutzabdeckung 80 abgedeckt, wie in Fig. 3(B) gezeigt.
Daher kann für eine Fertigungsstraße je nach Bedarf ein Roboter 1A mit zwei Armen oder ein einarmiger Roboter 1B bzw. 1C gewählt werden.
Nachdem auf die oben beschriebene Weise ein Roboter 1A, 1B oder 1C montiert wurde, werden die Verbindungskabel zwischen den Motoren 46 und 71 zum Drehen der zweiten Schwenkarme 7 bzw. 11, die Motoren 48, 50, 73 und 75 zum Drehen bzw. Bewegen der Werkzeugbefestigungswellen 8 bzw. 12 und dem im ortsfesten Sockel 2 angeordneten Regler jeweils mit elastischen Schutzrohren 81 abgedeckt.
Wie oben erwähnt, können sich die ersten Schwenkarme 6 und 10 und die zweiten Schwenkarme 7 und 11 der unteren Armeinheit 3 bzw. der oberen Armeinheit 4 in ihren jeweiligen Drehbereichen drehen. Bei Montage eines zweiarmigen Roboters 1A unter Verwendung der beiden Armeinheiten 3 und 4 lassen sich die Arbeitsbereiche der unteren Armeinheit 3 und der oberen Armeinheit 4 getrennt einstellen, indem ausgewählt wird, wie das unteren Schulterelement 5 und das obere Schulterelement 9 aufeinander ausgerichtet sind. Außerdem ist es möglich, einen Arbeitsbereich einzustellen, in dem beide Werkzeuge 47 und 72 der unteren Armeinheit 3 bzw. der oberen Armeinheit 4 gemeinsam arbeiten können; dieser Bereich wird als "gemeinsamer Arbeitsbereich" bezeichnet. Da, wie oben erwähnt, die vier Schraubenlöcher 58 und 60 im oberen Schulterelement 9 und die vier Gewindelöcher 34 im unteren Schulterelement 5 jeweils in regelmäßigen Abständen, d. h. um 90º versetzt, angeordnet sind, können vier Ausrichtungen des oberen Schulterelements 9 in bezug auf das untere Schulterelement 5 ausgewählt werden, so daß sich der gemeinsame Arbeitsbereich wie im folgenden beschrieben ändern läßt.
In Fig. 7 zeigt die gekrümmte Linie 82 den Positionierungsbereich einer Werkzeugbefestigungswelle 8 oder 12 einer Armeinheit 3 bzw. 4 eines einarmigen Roboters 1B bzw. 1C in waagerechter Richtung; mit anderen Worten, den Arbeitsbereich der Armeinheiten 3 oder 4. Die Figuren 8(A), 8(B) und 8(C) zeigen die relative Änderung der Arbeitsbereiche der Armeinheiten 3 und 4 und ihres gemeinsamen Arbeitsbereichs, je nach Ausrichtung des oberen Schulterelements 9 der oberen Armeinheit 4 in bezug auf das untere Schulterelement 5 der unteren Armeinheit 3. In den Figuren 8(A), 8(B) und 8(C) zeigt die gekrümmte strichpunktierte Linie 821 den Arbeitsbereich der unteren Armeinheit 3, die gekrümmte durchgezogene Linie 822 den Arbeitsbereich der oberen Armeinheit 4, und die dunkleren Bereiche, d. h. die Bereiche, die sowohl innerhalb der gekrümmten Linie 821 als auch der gekrümmten Linie 822 liegen, zeigen die gemeinsamen Arbeitsbereiche der Armeinheiten 3 und 4. Diese gemeinsamen Arbeitsbereiche sind mit den Bezugszahlen 831 (Fig.8 (A)), 832 (Fig. 8(B)) und 833 (Fig. 8(C)) bezeichnet.
Wenn das obere Schulterelement 9 der oberen Armeinheit 4 in einer ersten Ausrichtung angeordnet ist, in der die gerade Wand 68 der oberen Armaufnahmeaussparung 54 und die gerade Wand 43 der unteren Armaufnahmeaussparung 27 in einer Ebene liegen, wie in Fig. 1 gezeigt, stimmen die Arbeitsbereiche, wie mit gekrümmten Linie 82 in Fig. 7 gezeigt, der beiden Armeinheiten genau überein, wenn eine Armeinheit nicht die Bewegung der anderen Armeinheit behindert. In der Praxis behindert eine Armeinheit die Bewegung der anderen Armeinheit in einem bestimmten Bereich, da sich die Armeinheiten nicht überkreuzen. Daher sind die tatsächlichen Arbeitsbereiche der Armeinheiten 3 und 4 kleiner, wie mit den gekrümmten Linien 821 und 822 in Fig. 8(A) gezeigt, und es ergibt sich ein gemeinsamer Arbeitsbereich dieser Armeinheiten, wie er durch den dunkleren Bereich 831 in Fig. 8(A) gezeigt ist.
Wenn das obere Schulterelement 9 der oberen Armeinheit 4 in einer zweiten Ausrichtung angeordnet ist, in der das obere Schulterelement 9 aus der ersten Ausrichtung im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn um 90º gedreht ist, stimmt ein Teil des Arbeitsbereichs einer Armeinheit nicht mit dem Arbeitsbereich der anderen Armeinheit überein. Daher vergrößert sich der Gesamtarbeitsbereich der beiden Armeinheiten, wie mit den gekrümmten Linien 821 und 822 in Fig. 8(B) gezeigt, als auch der gemeinsame Arbeitsbereich der Armeinheiten, wie in Fig. 8(B) durch den dunkleren Bereich 832 gezeigt.
Wenn das obere Schulterelement 9 der oberen Armeinheit 4 in einer dritten Ausrichtung angeordnet ist, in der das obere Schulterelement 9 gegenüber der ersten Ausrichtung um 180º gedreht ist, stimmt der größere Teil des Arbeitsbereichs einer Armeinheit nicht mit dem Arbeitsbereich der anderen Armeinheit überein. Daher vergrößert sich der Gesamtarbeitsbereich der beiden Armeinheiten auf 360º, wie mit den gekrümmten Linien 821 und 822 in Fig. 8(C) gezeigt, und es ergeben sich zwei gemeinsame Arbeitsbereiche, wie in Fig. 8(C) durch den dunkleren Bereich 833 gezeigt.
Auf diese Weise kann bei einem mehrarmigen Roboter jeder der Arbeitsbereiche der Armeinheiten unabhängig und je nach Bedarf gewählt werden, indem die Schulterelemente auf einer gemeinsamen Achse entsprechend aufeinander ausgerichtet werden.
Wie oben erwähnt, sind der obere herausgezogene Abschnitt 51a des Verbindungskabels 51 und der untere herausgezogene Abschnitt 76a des Verbindungskabels 76 in dem Raum 16 angeordnet. Diese herausgezogenen Abschnitte 51a und 76a haben so viel Spielraum, daß die Ausrichtung des oberen Schulterelements 9 auf das untere Schulterelement 5 ohne Behinderung geändert werden kann.
Fig. 9 und Fig. 10 zeigen die zweite bevorzugte Ausführung eines mehrachsigen Roboters gemäß der vorliegenden Erfindung.
Diese Ausführung ist ebenso wie die erste bevorzugte Ausführung aufgebaut, außer daß hierbei die Ausrichtung des oberen Schulterelements 9 auf das untere Schulterelement 5 in Abständen von 15º geändert werden kann. Daher zeigt Fig. 9 nur den Hauptabschnitt des Roboters. Außerdem werden im folgenden nur diejenigen Elemente beschrieben, die sich von denjenigen der vorhergehenden Ausführung unterscheiden, und es wird auf die Beschreibung von Elementen, die denen der ersten bevorzugten Ausführung gleichen, verzichtet. Hierbei wird die selbe Bezeichnung mit Bezugszahlen verwendet wie bei der ersten bevorzugten Ausführung.
An der Oberseite 5a des unteren Schulterelements 5 der unteren Armeinheit 3 sind mehrere Gewindelöcher 84 ausgebildet. Die Gewindelöcher 84 sind um die mittlere Achse herum in regelmäßigen Abständen von 15º angeordnet. Bei der Verbindung des oberen Schulterelements 9 der oberen Armeinheit 4 mit dem unteren Schulterelement 5 der unteren Armeinheit 3 kann daher gemäß der zweiten bevorzugten Ausführung dieser Erfindung die Ausrichtung des oberen Schulterelements 9 in geringerem Maß geändert werden als bei der ersten bevorzugten Ausführung.
Fig. 10 zeigt die Arbeitsbereiche der Armeinheiten 3 und 4 sowie deren gemeinsame Arbeitsbereiche für den Fall, daß das obere Schulterelement 9 in bezug auf das untere Schulterelement 5 um 135º gedreht wird. In Fig. 10 werden die Arbeitsbereiche der Armeinheiten 3 und 4 durch die gekrümmten Linien 821 und 822 gezeigt, und der dunklere Bereich 834 zeigt deren gemeinsame Arbeitsbereiche.
Fig. 11 und Fig. 12 zeigen die dritte bevorzugte Ausführung eines mehrachsigen Roboters gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführung ist ebenso wie die erste bevorzugte Ausführung aufgebaut, außer daß hierbei die Ausrichtung des oberen Schulterelements 9 auf das untere Schulterelement 5 stufenlos geändert werden kann, d. h. es kann eine Feineinstellung der Ausrichtung des oberen Schulterelements 9 vorgenommen werden.
Bei dieser Ausführung ist am unteren Schulterelement 5 der unteren Armeinheit 3 ein im wesentlichen zylindrischer Verbindungsabschnitt 85 angeformt. Der Verbindungsabschnitt 85 ragt von der Oberseite 5a des unteren Schulterelements 5 senkrecht nach oben. Auf der Umfangsfläche des Verbindungsabschnitts 85 ist eine schraubenförmige Nut 85a ausgebildet, die z. B. als Rechtsgewinde dient. Der Verbindungsabschnitt 85 weist eine in der Mitte seiner Oberseite angeordnete, im wesentlichen zylindrische Vertiefung 35 auf, die dazu dient, dessen Achse auf diejenige des oberen Schulterelements 9 auszurichten, sowie eine ringförmige Vertiefung 36, die um die Vertiefung 36 herum verläuft. Auf den Verbindungsabschnitt 85 kann eine Sicherungsmutter 86 geschraubt werden.
Außerdem ist an der Unterseite des oberen Schulterelements 9 der oberen Armeinheit 4 ein im wesentlichen zylindrischer Verbindungsabschnitt 87 angeformt. Der Verbindungsabschnitt 87 ragt von der Unterseite 9a des oberen Schulterelements 9 senkrecht nach unten. Auf der Umfangsfläche des Verbindungsabschnitts 87 ist eine schraubenförmige Nut 87a ausgebildet, die z. B. als Linksgewinde dient. Der Verbindungsabschnitt 87 weist einen in der Mitte seiner Unterseite angeordneten, im wesentlichen zylindrischen Vorsprung 61 auf, der in die Vertiefung 35 gesteckt werden kann, um dessen Achse auf diejenige des unteren Schulterelements 5 auszurichten, sowie eine ringförmige Vertiefung 62, die um den Vorsprung 61 herum verläuft und zusammen mit der ringförmigen Vertiefung 36 den ringförmigen Raum 16 bildet. Auf den Verbindungsabschnitt 87 kann eine Sicherungsmutter 88 geschraubt werden, die eine schraubenförmige Nut aufweist, die bei diesem Beispiel als Linksgewinde dient.
Das obere Schulterelement 9 und das untere Schulterelement 5 werdem mit einer Verbindungsmutter 89 miteinander verbunden. An der Innenseite der Verbindungsmutter 89 ist eine schraubenförmige Nut 90 ausgebildet. Die schraubenförmige Nut 90 weist z. B. einen oberen Abschnitt 90a auf, der als Linksgewinde dient, einen unteren Abschnitt 90b, der als Rechtsgewinde dient, sowie einen nicht schraubenförmigen ringförmigen Nutabschnitt 90c. Der nicht schraubenförmige ringförmige Nutabschnitt 90c ist zwischen dem oberen Abschnitt 90a und dem unteren Abschnitt 90b angeordnet. Der untere Abschnitt 90b der Verbindungsmutter 89 kann auf die schraubenförmige Nut 85a des unteren Schulterelements 5 der unteren Armeinheit 3 geschraubt werden, und deren oberer Abschnitt 90a auf die schraubenförmige Nut 87a des oberen Schulterelements 9 der oberen Armeinheit 4.
Das untere Schulterelement 5 der unteren Armeinheit 3 wird mit dem oberen Schulterelement 9 der oberen Armeinheit 4 auf folgende Weise verbunden.
Zuerst werden auf die Verbindungsabschnitte 85 und 87 der Schulterelemente 5 bzw. 9 die Sicherungsmuttern 86 bzw. 88 so geschraubt, daß die Enden der Verbindungsabschnitte 85 und 87 aus den Sicherungsmuttern 86 bzw. 88 herausragen.
Anschließend werden die Enden der Verbindungsabschnitte 85 und 87 an den entsprechenden Enden des oberen Abschnitts 90a und des unteren Abschnitts 90b der Verbindungsmutter 89 angelegt. Dann wird die Verbindungsmutter 89 im Uhrzeigersinn (von oben gesehen) gedreht, wodurch die Verbindungsmutter 89 mit beiden Schulterelementen 5 und 9 verbunden wird. Da eine der schraubenförmigen Nuten als Linksgewinde und die andere als Rechtsgewinde dient, läßt sich allein durch Drehen der Verbindungsmutter 89 ebendiese leicht mit den beiden Schulterelementen 5 und 9 verbinden.
Danach werden die Schulterelemente 5 und 9 gedreht, um auf ihrer Achse ihre Ausrichtung in bezug auf einander einzustellen. Dann werden die Sicherungsmuttern 86 bzw. 88 gegen den Uhrzeigersinn (von oben gesehen) gedreht. Durch die Sicherungsmuttern 86 bzw. 88 wird dabei die Verbindungsmutter 89 an den Schulterelementen 5 und 9 befestigt und somit die Verbindung zwischen den Schulterelementen 5 und 9 hergestellt.
Durch Verwendung eines Verbindungsmittels gemäß dieser Ausführung der vorliegenden Erfindung läßt sich die Ausrichtung des oberen Schulterelements 9 der oberen Armeinheit 4 auf das untere Schulterelement 5 der unteren Armeinheit 3 stufenlos einstellen, d. h. es kann eine Feineinstellung der Ausrichtung ausgeführt werden. Infolgedessen ist eine optimale Wahl des gemeinsamen Arbeitsbereich bzw. der gemeinsamen Arbeitsbereiche der oberen und unteren Armeinheit möglich.
Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Erfindung durch Verbinden mehrerer Armeinheiten ein mehrachsiger Roboter mit mehreren Armen montiert werden, da das Schulterelement einer Armeinheit so konstruiert ist, daß es mit dem Schulterelement einer anderen Armeinheit verbunden und von diesem gelöst werden kann. Außerdem kann bei Bedarf ein mehrachsiger einarmiger Roboter montiert werden, indem bis auf eine Armeinheit alle anderen vom ortsfesten Sockel gelöst werden. Daher läßt sich die Form des Roboters entsprechend den Änderungen der Erfordernisse bei der Herstellung optimal verändern.
Der Arbeitsbereich jeder Armeinheit kann optimal bestimmt werden, indem die Ausrichtung der Schulterelemente der Armeinheiten auf ihrer gemeinsamen Achse in bezug auf einander entsprechend gewählt wird. Daher ist ebenfalls eine Wahl des gemeinsamen Arbeitsbereichs bzw. der gemeinsamen Arbeitsbereiche der Armeinheiten möglich.
Außerdem lassen sich Verdrahtung, Leitungsverlegung, etc. leicht ausführen, wenn am Roboter Verbindungen hergestellt oder gelöst oder Ausrichtungseinstellungen vorgenommen werden, da die Verbindungsstellen der Drähte und Leitungen in dem ringförmigen Raum zwischen den Armeinheiten bzw. zwischen einer Armeinheit und dem ortsfesten Sockel untergebracht werden können.

Claims

1. Roboter mit

einem ortsfesten Sockel (2),

einem ersten Arbeitsende (8) und einem zweiten Arbeitsende (12), die jeweils mit einem Werkzeug zur Ausführung einer vorgegebenen Arbeit an einer vorgegebenen Arbeitsposition ausgestattet sind,

einer an dem ortsfesten Sockel (2) angebrachten ersten Armeinheit (3), an der sich das erste Arbeitsende befindet, und

einer an der ersten Armeinheit (3) angebrachten zweiten Armeinheit (4), an der sich das zweite Arbeitsende befindet,

wobei die erste Armeinheit (3) und die zweite Armeinheit (4) jeweils eine Schwenkbasis, ein an der Schwenkbasis schwenkbar angebrachtes erstes Armelement (6) und ein am freien Ende des ersten Armelements schwenkbar angebrachtes zweites Armelement (7) umfassen und sich das Arbeitsende am freien Ende dieses zweiten Armelements befindet, wodurch sich die Arbeitsposition dieses Arbeitsendes durch Drehen des ersten Armelements in bezug auf die Schwenkbasis und Drehen des zweiten Armelements in bezug auf das erste Armelement in einem vorgegebenen Arbeitsbereich einstellen läßt, und wobei die Schwenkbasis der ersten Armeinheit mit dem ortsfesten Sockel abnehmbar verbunden ist und die Schwenkbasis der zweiten Armeinheit mit der Schwenkbasis der ersten Armeinheit abnehmbar verbunden ist,

wobei die Schwenkbasen in bezug auf einander und den ortsfesten Sockel drehbar sind, damit die Ausrichtungen der Arbeitsbereiche der Arbeitsenden jeweils in bezug auf den ortsfesten Sockel verstellt werden können und der gemeinsame Arbeitsbereich, in dem sich die Arbeitsbereiche der ersten und zweiten Armeinheiten überschneiden, geändert werden kann, und

sowohl die erste Armeinheit (3) als auch die zweite Arme inheit (4) am ortsfesten Sockel angebracht werden können.

2. Roboter nach Anspruch 1, bei dem die ersten Armelemente (6, 10) der ersten Armeinheit (3) und der zweiten Armeinheit (4) jeweils um eine im wesentlichen senkrechte erste Achse geschwenkt werden können, die koaxial zur Achse des ortsfesten Sockels (2) verläuft, und die zweiten Armelemente (7, 11) der ersten Armeinheit (3) und der zweiten Armeinheit (4) um eine im wesentlichen senkrechte zweite bzw. dritte Achse geschwenkt werden können.

3. Roboter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der ortsfeste Sockel (2) an seiner Oberseite in regelmäßigen Abständen mehrere Verbindungsabschnitte (23) aufweist, und die Schwenkbasis (5) der ersten Armeinheit (3) an ihrer Unterseite mehrere Verbindungsabschnitte (33) aufweist, die in den gleichen regelmäßigen Abständen angeordnet sind wie diejenigen des ortsfesten Sockels, wobei diese Verbindungsabschnitte an der Unterseite der Schwenkbasis der ersten Armeinheit mit entsprechenden Verbindungsabschnitten des ortsfesten Sockels verbunden werden können, so daß die erste Armeinheit in mehreren Ausrichtungen mit dem ortsfesten Sockel verbunden werden kann, und bei dem die Schwenkbasis (5) der ersten Armeinheit (3) an ihrer Oberseite ebenfalls in regelmäßigen Abständen mehrere Verbindungsabschnitte (34) aufweist, und die Schwenkbasis (9) der zweiten Armeinheit auf ihrer Unterseite mehrere Verbindungsabschnitte (59) aufweist, die in den gleichen Abständen angeordnet sind wie diejenigen der ersten Armeinheit, wobei diese Verbindungsabschnitte an der Unterseite der Schwenkbasis der zweiten Armeinheit mit entsprechenden Verbindungsabschnitten an der Oberseite der Schwenkbasis der ersten Armeinheit verbunden werden können, so daß die zweite Armeinheit in mehreren Ausrichtungen in bezug auf die Achse des ortsfesten Sockels (2) mit der ersten Schwenkbasis der ersten Armeinheit verbunden werden kann.

4. Roboter nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem an den einander zugewandten Seiten der Schwenkbasis (5) der ersten Armeinheit (3) und des ortsfesten Sockels (2) sowie der Schwenkbasen der ersten Armeinheit (3) und der zweiten Armeinheit (4) ringförmige Vertiefungen (22, 36) ausgebildet sind, die um die Achse des ortsfesten Sockels (2) herum verlaufen.