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Die Erfindung betrifft einen Industrieroboter mit einer Gelenk- bzw.
Verbindungsantriebsstruktur bzw. -anordnung.
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Bisher gibt es als Gelenkantriebsanordnung zwischen Armen eines Industrie-
Mehrgelenk-Roboters eine Gelenkantriebsanordnung, in der ein
Befestigungsabschnitt eines Untersetzungs-bzw. Reduktionsgetriebes an dem Endabschnitt
eines ersten Armes fixiert bzw. angebracht ist und ein Ende eines zweiten Armes
an der Reduktionsgetriebeabtriebswelle, die an dem Befestigungsabschnitt
vorgesehen ist, durch ein Lager angebracht ist, um so die
Reduktionsgetriebeeingangs- bzw. -antriebswelle durch einen Antriebsmotor drehend anzutreiben,
um den zweiten Arm um die Reduktionsgetriebeabtriebswelle zu drehen, z. B. JP-
A-1-193 185, JP-A-2-1 16 482, JP-A-58-120487 und EP-A1-0 593 786, die alle
einen Roboter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbaren.
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Um eine kompakte Ausgestaltung des Gelenkabschnittes zu ermöglichen, wie in
Fig. 2 gezeigt, sind beispielsweise ferner ein Antriebsmotor B zum Drehantrieb
eines zweiten Armes A, ein Drehdetektor bzw. Winkelmeßaufnehmer C zum
Erfassen der Drehung des Drehmotors B und ein Reduktionsgetriebe D eingebaut
(integriert oder enthalten) in einem geschlossenen kastenförmigen ersten Arm E,
so daß ein Kabel F zur Stromversorgung des Antriebsmotors B und ein
Zuleitungsdraht G des Winkelmeßaufnehmers C nicht dem Äußeren bzw. der
Umgebung ausgesetzt sind. Ferner ist ein Kabel H zur Herstellung einer Verbindung zu
einem Endeffektor bzw. -stellglied (nicht gezeigt), das an dem zweiten Arm A
von dem ersten Arm E vorgesehen ist, dem Äußeren bzw. der Umgebung
ausgesetzt durch ein Verdrahtungsloch I, das an der Seitenfläche von dem Inneren
bzw. der Innenseite des ersten Armes E vorgesehen ist, und ist in den
Innenabschnitt des zweiten Armes A eingesetzt durch ein Verdrahtungsloch J, das an
der Seitenfläche des zweiten Armes A vorgesehen ist. Dennoch gab es in dem
Fall dieses Standes der Technik, da Kabel des Antriebsmotors und/oder
Zuleitungsdrähte des Winkelmeßaufnehmers der Umgebung ausgesetzt sind, die
Möglichkeit, daß, wenn die Arme eine Bewegungsoperation durchführen, Kabel
und/oder Zuleitungsdrähte, wie oben genannt, in Kontakt kommen können mit
einem Objekt bzw. Gegenstand der Umgebung, so daß sie brechen.
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Ferner war Arbeit zum Einsetzen einer Dichtung, etc. in ein Verdrahtungsloch,
durch das ein Kabel, das mit dem Endstellglied verbunden ist, hindurchgeführt
wird, erforderlich.
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In dem Fall der Gelenkantriebsanordnung, in die der Antriebsmotor eingebaut ist
(integriert) im Inneren des kastenförmigen Armes, wurde ferner, da der
Antriebsmotor luftdicht in dem Arm eingeschlossen ist, von dem Antriebsmotor erzeugte
Wärme nur durch das Reduktionsgetriebe oder den Arm von dem lastseitigen
Flansch des Antriebsmotors abgestrahlt. Demgemäß war, in dem Fall, in dem der
Versuch unternommen wird den Arm mit hoher Frequenz (zahlreiche Male) zu
betreiben, die Kühlung nachteilig schwierig befriedigend auszuführen.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung einen Industrieroboter zu schaffen mit einer
Gelenkantriebsanordnung, die Kabeln oder Zuleitungsdrähten erlaubt, im Inneren
des Armes verkabelt zu werden, und von dem Antriebsmotor erzeugte Wärme
durch den Arm von sowohl den Oberflächen der Lastseite als auch der Lastseite
gegenüberliegend abzustrahlen, um ihn zu kühlen und somit hochfrequente
Armoperationen zu ermöglichen.
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Die Erfindung betrifft einen Industrieroboter mit einer Gelenkantriebsanordnung
für einen Industrieroboter, bei dem ein kastenförmiger Endabschnitt eines ersten
Armes und ein kastenförmiger Endabschnitt eines zweiten Armes drehbar durch
ein Lager miteinander verbunden sind, wobei ein Eingangsabschnitt eines
Reduktionsgetriebes an die Rotations- bzw. Drehwelle eines Antriebsmotores gekoppelt
ist zum Drehantrieb des zweiten Armes und der Antriebsmotor eingebaut oder
integriert ist an dem Endabschnitt des zweiten Armes, dadurch gekennzeichnet,
daß ein der Lastseite entgegengesetzt liegender Träger, der an dem
Befestigungsabschnitt des Antriebsmotors befestigt ist, an dem Endabschnitt des
zweiten Armes befestigt ist, ein Befestigungsabschnitt des Reduktionsgetriebes
an dem Befestigungsabschnitt des Antriebsmotors befestigt ist und ein
Ausgangs- bzw. Abtriebsabschnitt des Reduktionsgetriebes an dem Endabschnitt des
ersten Armes befestigt ist.
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Ferner ist ein Gehäuseabschnitt zum Tragen des Lagers, das an dem
Endabschnitt des zweiten Armes vorgesehen ist, hohl ausgebildet, um einen
Raumabschnitt zu bilden, der sich durch den Endabschnitt des ersten Armes von dem
Gehäuseabschnitt erstreckt, um somit einem Kabel zu erlauben von dem ersten
Arm zu dem zweiten Arm durch den Raumabschnitt hindurch geführt zu werden.
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Zu diesem Zweck ist der Endabschnitt des zweiten Armes drehbar an den
Endabschnitt des ersten Armes angekoppelt durch das Lager, ist der der
Lastseite gegenüber- bzw. entgegengesetztliegende Träger des Antriebsmotors, mit
dem das Reduktionsgetriebe verbunden ist, mit dem zweiten Arm gekoppelt und
die Ausgangs- bzw. Abtriebsseite des Reduktionsgetriebes ist mit dem ersten
Arm gekoppelt, um von dem Antriebsmotor erzeugte Wärme von beiden Seiten
der Lastseite und der der Lastseite gegenüber- bzw. entgegengesetztliegenden
Seite des Antriebsmotors abzustrahlen. Demgemäß ist es möglich,
hochfrequente Armoperationen mit einem guten Kühleffekt durchzuführen.
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Da ein Abstands- bzw. Raumabschnitt vorgesehen ist, der sich durch das Innere
des ersten Armes von dem hohlen Gehäuseabschnitt des zweiten Armes, der
kastenförmig ausgebildet ist, erstreckt, um Kabel für Antriebsmotor,
Drehdetektor bzw. Winkelmeßaufnehmer und Endstellglied, etc. an dem Inneren des ersten
Armes von dem zweiten Arm anzuordnen, gibt es ferner keine Möglichkeit, daß,
wenn der Arm betrieben wird, Kabel mit einem Objekt bzw. Gegenstand der
Umgebung in Kontakt kommen. Demgemäß kann eine komplett geschlossene
Struktur bzw. Anordnung, in der kein Kabel der Umgebung ausgesetzt ist,
geschaffen werden, wodurch es möglich wird, sicher Operationen
durchzuführen.
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Demgemäß können in Übereinstimmung mit der Erfindung, da der Antriebsmotor
zum Drehantrieb des zweiten Armes eingebaut (integriert) ist an dem
Endabschnitt des zweiten Armes und Kabel für den Antriebsmotor, Zuleitungsdrähte
für den Winkelmeßaufnehmer und Kabel für das Endstellglied des zweiten
Armes, etc. im Inneren der kastenförmigen ersten und zweiten Arme angeordnet
sind, Kabel, etc. im Inneren des Armes eingebaut (integriert) werden. Daher ist
es möglich, eine geschlossene Struktur sicherzustellen und den ersten Arm und
den zweiten Arm sicher zu betreiben bzw. zu bewegen, ohne die Möglichkeit,
daß Kabel, etc. in Kontakt mit einem Gegenstand der Umgebung kommen
können.
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Da von dem Antriebsmotor erzeugte Wärme an den ersten Arm und den zweiten
Arm übertragen wird von sowohl den Oberflächen der Lastseite als auch der der
Last gegenüber- bzw. entgegengesetzt liegenden Seite und von diesen
abgestrahlt wird, wird zusätzlich der Kühleffekt groß, wodurch es möglich wird,
vorteilhafterweise eine Gelenkantriebsanordnung für einen Industrieroboter zu
schaffen, die hochfrequente Armoperationen bzw. -bewegungen ohne Erhöhung
der Motorkapazität bzw. -leistung ermöglicht.
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Fig. 1 ist eine seitliche Querschnittansicht, die eine Ausführungsform
dieser Erfindung zeigt.
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Fig. 2 ist eine seitliche Querschnittansicht, die den Stand der Technik
zeigt.
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Die Erfindung wird nun entsprechend der gezeigten Ausführungsform
beschrieben.
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Fig. 1 ist eine seitliche Querschnittansicht, die eine Ausführungsform der
Erfindung zeigt.
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In der Figur sind ein Endabschnitt 11 eines ersten Armes 1 und ein Endabschnitt
21 eines zweiten Armes kastenförmig ausgebildet und ein Lager 3 ist zwischen
dem Inneren des Endabschnittes 11 und einem hohlen Gehäuseabschnitt 22, der
an dem Endabschnitt 21 vorgesehen ist, vorgesehen, um den zweiten Arm
drehbar zu halten bzw. zu tragen. Der Endabschnitt 21 des zweiten Armes 2 ist
kastenförmig ausgebildet und ein Antriebsmotor 4 zum rotierenden bzw.
drehenden Antreiben des zweiten Armes 2 ist darin angeordnet, um koaxial mit dem
Lager 3 darin zu sein, und eine Seite des der Lastseite gegenüber- bzw.
entgegengesetzt liegenden Trägers 41, die an einem Befestigungsabschnitt 40 des
Antriebsmotors 4 befestigt ist, ist an dem Endabschnitt 21 befestigt. Ferner ist
ein ringförmiger Befestigungsabschnitt 51 eines Reduktionszahnrades bzw.
Reduktionsgetriebes 5 an dem Befestigungsabschnitt 40 des Antriebsmotors 4
durch einen lastseitigen Träger 42 befestigt. Ein Reduktionsgetriebe bzw.
Reduktionsvorrichtungsabschnitt 51, der als ein Abtriebs- bzw. Ausgabeabschnitt
dient, wird durch ein Lager 52 an der Innenseite des Befestigungsabschnittes 51
getragen und die Seitenfläche des Reduktionsgetriebeabschnittes 53 ist an dem
Endabschnitt 11 des ersten Armes 1 befestigt. Ein kleines Zahnrad (verzahntes
Rad) 44 ist an einer Rotationswelle 43 vorgesehen, die von dem Zentral- bzw.
Mittelabschnitt des lastseitigen Trägers 42 des Antriebsmotors 4 hervorragt, und
dieses Zahnrad 44 ist mit einem Zahnrad (verzahntes Rad) 54 im Eingriff, das im
Inneren des Reduktionsgetriebeabschnittes 53 des Reduktionsgetriebes 5
vorgesehen ist.
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Ein Rotationsdetektor bzw. Winkelmeßaufnehmer 6 ist eingebaut (integriert) an
der gegenüber der Last gelegenen Seite des Antriebsmotores 4. Ein
Zuleitungsdraht 61 zur Eingabe/Ausgabe des Winkelmeßaufnehmers 6 ist in solch einer
Weise verdrahtet, daß er einmal in dem zweiten Arm 2 fixiert ist, entlang dem
Starkstrom- bzw. Stromkabel 9 befestigt bzw. fixiert ist, was später beschrieben
wird, durch den Innenabschnitt des Gehäuseabschnittes 22 hindurch geführt
wird und durch einen Abstandsabschnitt 7 hindurch geführt wird, der sich durch
die Innenseite des ersten Armes 1 hindurch erstreckt. Ein Stromkabel 23 zum
Liefern von Leistung bzw. Strom zu einem Endeffektor bzw. Stellglied (nicht
gezeigt) des zweiten Armes 2 ist angepaßt, um ebenfalls durch den
Innenabschnitt des Gehäuseabschnittes 22 von dem Inneren des ersten Armes 1
hindurch geführt zu werden und ist durch den Innenabschnitt des zweiten Armes
2 hindurch geführt. Ein Kabel 45 des Antriebsmotors 4 ist ebenfalls in einer
solchen Weise verdrahtet, daß es einmal entlang dem Stromkabel 23 in dem
zweiten Arm fixiert ist ähnlich zu dem Versorgungskabel 61 des
Winkelmeßaufnehmers 6, und ist durch den Raumabschnitt 7 entlang dem Stromkabel 23
hindurch geführt. Eine elektromagnetische Bremse 8 zum Halten ist an dem
Endabschnitt der Rotationswelle 43 der Lastseite des Antriebsmotors 4
vorgesehen, und ein Kabel 81 zum Bremsen der elektromagnetischen Bremse 8 ist
durch den Innenabschnitt des ersten Armes 1 von dem Inneren einer Abdeckung
82 der elektromagnetischen Bremse 8 hindurch geführt.
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Es ist zu bemerken, daß die elektromagnetische Bremse 8 an dem der Lastseite
gegenüberliegenden Träger 41 befestigt werden kann und das Kabel 81 zum
Bremsen in dem ersten Arm derart verdrahtet werden kann, daß es durch den
Raumabschnitt 7 entlang dem Kabel 45, dem Zuleitungsdraht 61 und dem
Stromkabel 23 hindurch geführt wird. Wenn der Antriebsmotor 4 angetrieben
wird zum Drehen der Drehwelle 43, wird ein Moment, das die Drehung des
ersten Armes 1 bewirkt durch ein kleines Zahnrad 44, Zahnrad 54 und den
Reduktionsgetriebeabschnitt 53 des Reduktionsgetriebes 5 erzeugt. Wenn der
erste Arm an einer Basis bzw. einem Fuß, etc. befestigt ist, wird der zweite Arm
2, in dem der Antriebsmotor 4 befestigt ist, relativ gedreht durch Reaktion auf
das Moment, das in Bezug zu dem ersten Arm 1 erzeugt wird, durch das Lager
3.
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Von dem Antriebsmotor 4 erzeugte Wärme wird von dem der Lastseite
gegenüberliegenden Träger 41 zu dem zweiten Arm 2 übertragen und wird auf den
ersten Arm 1 übertragen durch das Reduktionsgetriebe 5 von dem lastseitigem
Träger 42. So wird Wärme abgestrahlt.
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Es ist zu bemerken, daß, während die Beschreibung in Verbindung mit dem Fall
gegeben wurde, in dem der erste Arm der Basis fixiert bzw. befestigt ist und
Kabel oder ähnliches wie z. B. Kabel 45, Zuleitungsdraht 61, Stromkabel 23 und
Bremskabel 81, etc. durch den Raumabschnitt 7 hindurch geführt sind von dem
Endabschnitt des zweiten Armes 2 und durch den Innenabschnitt des ersten
Armes 1 hindurch geführt ist, die oben genannte Konfiguration ebenfalls in
Verbindung mit dem Fall angebracht werden kann, in dem der zweite Arm an der
Basis fixiert ist, das Bremskabel 81 entlang dem Stromkabel 23 fixiert ist und
durch den zweiten Arm 2 von dem ersten Arm 1 hindurch geführt ist und das
Kabel 45 und der Zuleitungsdraht 61 direkt durch den Innenabschnitt des
zweiten Armes 2 hindurch geführt sind.
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Diese Erfindung kann verwendet werden, wenn sie an einer Verbindungs- bzw.
Gelenkantriebsanordnung zwischen Armen eines Industrieroboters angebracht
wird in dem Bereich der Herstellung oder des Schaffens einer Verbindungs- bzw.
eine Gelenkantriebsanordnung eines Industrieroboters, die Kabel, etc. im Inneren
des Armes integrieren oder einbauen kann, eine geschlossene Struktur
sicherstellen kann und erste und zweite Arme sicher betätigen kann, ohne Kabeln, etc.
zu ermöglichen, mit einem äußeren Objekt oder Gegenstand in Berührung zu
kommen.