EP4463296A1 - Gelenkvorrichtung mit einer zwangsführungseinrichtung zur leitungsführung, insbesondere zum tragen einer applikationsvorrichtung - Google Patents

Gelenkvorrichtung mit einer zwangsführungseinrichtung zur leitungsführung, insbesondere zum tragen einer applikationsvorrichtung

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Publication number
EP4463296A1
EP4463296A1 EP23700660.6A EP23700660A EP4463296A1 EP 4463296 A1 EP4463296 A1 EP 4463296A1 EP 23700660 A EP23700660 A EP 23700660A EP 4463296 A1 EP4463296 A1 EP 4463296A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
articulation
joint structure
line
joint
bushing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23700660.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sven Schweigler
Heiko Kamp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Duerr Systems AG
Original Assignee
Duerr Systems AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Duerr Systems AG filed Critical Duerr Systems AG
Publication of EP4463296A1 publication Critical patent/EP4463296A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00—Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/60—Arrangements for mounting, supporting or holding spraying apparatus
    • B05B15/65—Mounting arrangements for fluid connection of the spraying apparatus or its outlets to flow conduits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00—Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/60—Arrangements for mounting, supporting or holding spraying apparatus
    • B05B15/68—Arrangements for adjusting the position of spray heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/0075—Manipulators for painting or coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • B25J17/02—Wrist joints
    • B25J17/0283—Three-dimensional joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0025—Means for supplying energy to the end effector
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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    • B25J19/02—Sensing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • B25J19/0004—Braking devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Program-controlled manipulators
    • B25J9/10—Program-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/102—Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
    • B25J9/1025—Harmonic drives

Definitions

  • the invention relates to a joint device (e.g. a robot hand), in particular for carrying an application device and preferably for mounting on an application robot.
  • a joint device e.g. a robot hand
  • the application device and/or the application robot preferably serves to paint motor vehicle body components.
  • Robot-guided atomizers for painting motor vehicle body components are usually mounted on an actuator referred to as a robot hand or robot hand axis, which usually comprises a plurality of joints coupled to one another, for precise path guidance.
  • a robot hand robot hand axis
  • An example of such a robot hand (robot hand axis) and such an atomizer is z. B. disclosed in EP 1 632 320 A1.
  • atomizers have the disadvantage of a limited application efficiency, because usually only part of the applied paint is deposited on the components to be coated, while the rest of the applied paint has to be disposed of as so-called overspray.
  • print heads as application devices, as are known, for example, from DE 10 2013002412 A1 and DE 102010019612 A1.
  • print heads do not emit any spray mist of the paint to be applied, so that essentially no undesirable overspray is produced either.
  • z. B. In addition to supplying the atomizer or print heads with z. B. electricity, paint, air, etc. is a wiring z. B. the electrical drive systems for the robot hand necessary. Also z. B. a supply of the drive systems, in particular their motors, with air for cooling purposes and / or flushing of robot housings with air may be necessary, z. B. due to use in potentially explosive atmospheres.
  • the cable routing poses central requirements for the fulfillment of which two different philosophies in particular have prevailed on the market, namely internal cable routing and external cable routing.
  • internal cable routing the media hoses and cables are guided centrally by a robot hand.
  • This transfer requires, in particular, hollow shaft gears and motors arranged offset to the gear.
  • the lines e.g. cables, hoses, etc.
  • care must be taken to ensure that the lines are long enough. Care must also be taken to ensure that the leads do not come into contact with sharp edges or rough surfaces as this could damage them.
  • the media hoses and cables are routed along the outside of the robot, in particular. This routing does not place any great demands on the design of the gearbox and the mounting of the motors.
  • the lines e.g. cables, hoses, etc.
  • the external line routing requires a relatively large amount of space and thus increases the interfering contour of the robot and/or the robot hand. Furthermore, external lines are unprotected and susceptible to contamination.
  • An object of the invention is to provide an articulated device (e.g. a robotic hand) with improved and/or alternative line routing, preferably an articulated device for carrying an application device which can in particular comprise a print head device.
  • an articulated device e.g. a robotic hand
  • improved and/or alternative line routing preferably an articulated device for carrying an application device which can in particular comprise a print head device.
  • the invention relates to a joint device (in particular a robot hand, e.g. robot hand axis), preferably for carrying an application device and/or e.g. B. for mounting on an application robot.
  • the application device can, for. B. include a printhead device.
  • the hinge device includes a first hinge structure rotatable about a first axis.
  • the hinge device can also z. B. a second hinge structure rotatable about a second axis.
  • the hinge device can, for. B. also include a third joint structure, which is rotatable about a third axis.
  • the articulating device includes a conduit (e.g., a hose or (e.g., flexible) pipe).
  • the line bushing can preferably form a (eg flexible and/or shaping) empty pipe.
  • At least one line runs in the line bushing, e.g. B. at least one hose (z. B. media hose) and / or at least one cable (z. B. a control cable (z. B. a data cable) and / or a cable for preferably electrical power supply).
  • the joint device comprises a forced guidance device having a rotary part for forced guidance of the line bushing, the rotary part being rotatable about a central axis of the forced guidance device, in particular about a central axis of the rotary part, e.g. B. by more than 180° or by less than 180.
  • the central axis of the forced guidance device is preferably defined by the central axis of the rotating part.
  • the restricted guidance device may comprise a cover in the form of a hollow cylinder, in particular one which is arranged on the outside.
  • the rotating part can, for. B. at least partially be arranged within the cover.
  • the rotating part preferably comprises a groove (e.g. a slot) and can thus in particular form a slotted rotating part.
  • a groove e.g. a slot
  • the rotating part can, for. B. essentially cylindrical, in particular essentially hollow-cylindrical.
  • the cover can e.g. B. rotatable or non-rotatable.
  • the cover z. B. is formed in two or more parts, preferably with a first expediently non-rotatable part and a second expediently rotatable part.
  • the second part can preferably be connected to the first joint structure e.g. B. be directly or indirectly connected, in particular to be able to rotate advantageously together with the first joint structure.
  • a drive of the first joint structure can be advantageously used to rotate the second part.
  • the rotary part and the hollow-cylindrical cover can preferably be arranged essentially coaxially.
  • the first axis of the articulation structure and the center axis of the restraint device are preferably aligned substantially coaxially with one another.
  • the first axis of the joint structure and the central axis of the restricted guidance device can thus preferably represent one and the same axis in the context of the invention.
  • the line bushing can be directly or indirectly connected to the first articulated structure, in particular in such a way that the forced guidance device and/or the rotary part can be driven and rotated by means of the line bushing by rotating the first joint structure.
  • the line bushing can be connected to the first joint structure, expediently directly or indirectly, in order to rotate the forced guidance device and/or the rotating part, preferably by means of the line bushing, by rotating the first joint structure, advantageously at a reduced relative to the first joint structure speed and/or reduced angle of rotation, e.g. B. with substantially half the speed and / or with substantially half the rotation (z. B. half the rotation angle).
  • the cover is preferably not driven by the cable bushing.
  • the cover z. B. is rotatable and rotates with the first joint structure, it is preferably driven by the drive of the first joint structure.
  • the restricted guidance device and/or the rotary part can thus be designed to move relative to the first joint structure at preferably essentially half the speed and/or in To rotate essentially half a turn, although embodiments with a different reduction ratio are also possible, e.g. B. if the cable bushing is deflected more than once.
  • the rotating and/or pivoting range of the first joint structure can e.g. B. at least one rotation (e.g. approximately 360°, in particular approximately +/- 180°), at least two (e.g. approximately 720°), at least two and a half (e.g. approximately 900°), at least three ( e.g. about 1080°) or at least three and a half (e.g. about 1260°) revolutions.
  • the cable bushing can be laid in several windings.
  • the articulation device preferably the forced guidance device, z. B. comprise a first portion and a second portion.
  • first sub-area and the second sub-area can be expediently spaced apart from one another, preferably in the axial direction of the restricted guidance device.
  • the first sub-area can e.g. B. be designed to face an application robot.
  • the second sub-area can e.g. B. be designed to face the application device and / or the printhead device.
  • the line bushing can preferably be designed so that it can be wound up in particular in a spiral manner by rotating the first joint structure in the first partial area and unwound correspondingly in particular in a spiral form in the second partial area and vice versa.
  • the line bushing can thus preferably be wound up in the first section by rotating the first articulated structure and correspondingly unwound in the second section, wherein when the first joint structure is rotated in the opposite direction, the line bushing can expediently be unwound in the first section and wound up accordingly in the second section.
  • the line bushing prefferably be designed to be wound up and unwound in the first partial area at least half, at least once, at least one and a half times, at least twice, at least two and a half times, at least three times or at least three and a half times, preferably spirally.
  • the line bushing can be designed to be wound up and unwound in the second partial area at least half, at least once, at least one and a half times, at least twice, at least two and a half times, at least three times or at least three and a half times, preferably spirally.
  • the forced guidance device preferably comprises a groove (e.g. a slit, a recess, a recess or a slot etc.) in which the line bushing, preferably forcibly guided, can expediently be accommodated in sections.
  • a groove e.g. a slit, a recess, a recess or a slot etc.
  • the groove can expediently be formed in the rotary part.
  • the rotating part can thus be a slotted, preferably essentially ring-shaped and/or hollow-cylindrical rotating part.
  • the groove is preferably formed substantially arcuate and z. B. form a deflection bend for deflecting the line bushing, preferably between the first portion and the second portion.
  • the groove can e.g. B. bring about a change of direction, in particular a reversal of direction, of the line bushing expediently between the first partial area and the second partial area.
  • the groove can be rotatable about the center axis of the restricted guidance device and/or to be delimited by a convex partial segment and an opposite concave partial segment, preferably of the rotary part.
  • the groove can preferably be arranged between the first partial area and the second partial area, in particular in order to connect the line bushing in the first partial area to the line bushing in the second partial area.
  • the groove z. B. an expedient arcuate portion of the line bushing.
  • the groove and preferably thus the forced guidance device and / or the rotating part can, for. B. be rotated by means of the particular arcuate portion of the line bushing around the central axis of the restraint device.
  • the cable bushing and thus the partial area in the groove can be expediently driven by the rotation of the first joint structure, so that the rotating part rotates as a result.
  • the line bushing can have a partial area that expediently extends in an arc in the groove in order to enable force transmission from the line bushing to the rotating part, so that the rotating part can be made to rotate about the central axis of the restricted guidance device.
  • the line bushing prefferably be displaceable in sections through the groove, e.g. B. partially out of the groove and partially into the groove, especially when the groove is rotated to advantageously allow winding of the cable bushing in the first portion and unwinding of the cable bushing in the second portion and vice versa.
  • the rotating part and/or the groove is preferably designed to be axially displaceable, in particular displaceable along the central axis of the restricted guidance device.
  • the rotating part 403 can, for. B. be moved back and forth along the central axis of the constraint device when the line bushing is wound up and unwound.
  • the cover is preferably non-displaceable along the central axis of the restraint device.
  • the line bushing can have at least one winding in the first partial area and have at least one winding in the second partial area.
  • the line bushing prefferably has at least one winding in the first partial area and branch off from the winding in the first partial area into the groove, in particular laterally, and/or have at least one winding in the second partial area and branch off from the winding in the second partial area into the groove, in particular laterally .
  • the groove and/or the in particular arcuate partial area of the line bushing in the groove to have a passage cross section with a central axis aligned essentially parallel to the central axis of the restricted guidance device and/or to have a chord which runs essentially parallel to the central axis of the restricted guidance device . This can e.g. B.
  • An entrance and an exit of the groove can e.g. B. be arranged on a straight line aligned essentially parallel to the central axis of the restricted guidance device and/or aligned essentially perpendicularly to the central axis of the restricted guidance device.
  • the line bushing may extend in the first partial area and in the second partial area, preferably in opposite spirals around the central axis of the restraint device, so that z. B. at least one winding of the cable bushing in the first portion is aligned in opposite directions to at least one winding of the cable bushing in the second portion.
  • a winding (e.g. an at least 360° winding) of the line bushing in the first partial area and a winding (e.g. an at least 360° winding) of the line bushing in the second partial area are aligned in winding planes that are not parallel to one another.
  • the line bushing is preferably immovably fixed (e.g. fixed) at a first attachment point (e.g. clamping point) in particular in the first partial area and/or expediently in the second partial area at a second attachment point (e.g. clamping point ) is preferably fixed immovably (e.g. fixed).
  • the second attachment point may preferably be rotatable relative to the first attachment point.
  • the first mooring point can e.g. B. non-rotatable.
  • the first joint structure can be connected, expediently directly or indirectly, to the second attachment point in order to rotate the second attachment point, as a result of which the cable bushing and thus the rotary part can expediently be driven. It is possible that the line bushing is located between the first section and the second section, e.g. B. does not extend completely around the central axis.
  • the cable bushing and/or the at least one cable may be connected to a distribution box (e.g. an electronic interface), e.g. B. connects to a distribution box.
  • a distribution box e.g. an electronic interface
  • the junction box can preferably be attached to the first articulation structure or in general to a robot hand, in particular in order to rotate with the first articulation structure.
  • the restricted guidance device prefferably has a cover that is preferably essentially in the form of a hollow cylinder.
  • the cover is used in particular to expediently cover at least sections and/or the outside of the rotary part, the groove, the cable bushing, the arcuate partial area of the cable bushing, the cable bushing in the first partial area and/or the cable bushing in the second partial area.
  • the cover can e.g. B. one or more of the aforementioned parts preferably encase radially on the outside.
  • the cover is preferably designed to be removable.
  • the cover can e.g. B. can be opened and closed or z. B. include two detachable shells.
  • the cover can preferably be arranged substantially coaxially to the central axis of the restraint device and z. B. encase the turned part on the outside.
  • the cover prefferably rotatable as part of the constraining means, e.g. B. is expediently rotatable together with the rotating part and/or the groove.
  • the cover advantageously offers protection against external influences, has a low tendency to become soiled and is easy to clean.
  • the cover can e.g. B. have an outer shell, wherein in the outer shell a passage opening can be formed, from which the line bushing expediently extends out of the cover.
  • the line bushing can be e.g. B. extend substantially tangentially out of the cover.
  • the line bushing z. B. extend out of the cover essentially parallel to a plane extending orthogonally to the central axis of the constraining guide device.
  • the hinge device can, for. B. include an application device.
  • joint device it is possible for the joint device to carry the application device directly or indirectly and/or for the application device to be connected directly or indirectly to the third joint structure.
  • the application device preferably comprises a print head device, in particular with a large number of nozzles for dispensing an application agent (e.g. paint) onto e.g. B. a motor vehicle body part (z. B. a body and / or an attachment therefor).
  • an application agent e.g. paint
  • the application device can also include a different applicator, e.g. B. a rotary atomizer, only a single dispensing nozzle, etc.
  • the print head device is used in particular for the essentially overspray-free coating of motor vehicle body components.
  • the hinge device can, for. B. include: the first joint structure, which is rotatable about the first axis, and a second joint structure, which is rotatable about a second axis, and/or a third joint structure, which is rotatable about a third axis.
  • the hinge device can, for. B. have an additional line bushing, which (z. B. axially) can extend through the forced guidance device, in particular the rotating part and / or the cover.
  • the additional line bushing can extend (eg axially) through the first joint structure and/or (eg axially) through the third joint structure.
  • the additional cable bushing e.g. B. in the first joint structure and / or in the third joint structure, has a passage cross section of preferably at least 40mm to a maximum of 90mm, preferably of z. B. 70mm +/- 5mm.
  • the additional leadthrough may be provided in addition to the leadthrough already discussed.
  • At least one further line runs in the additional line bushing, e.g. B. at least one hose (z. B. media hose) and / or at least one cable (z. B. a control cable (z. B. a data cable) and / or a cable for electrical power supply in particular).
  • the at least one further line can preferably comprise at least one media line (e.g. a media hose) for the supply of application means (e.g. paint supply) and/or for the fluid supply (e.g. air supply, compressed air). -Supply and/or flushing agent supply) of the application device and/or the print head device.
  • the at least one further line can comprise at least one cable, e.g. B. electrical power supply and / or to control the application device and / or the print head device.
  • the at least one other line z. B at least one media return line (e.g. a media hose) for returning a fluid (e.g. application agent (e.g. paint), air, compressed air and/or rinsing agent) from the application device and/or the printhead device.
  • a fluid e.g. application agent (e.g. paint), air, compressed air and/or rinsing agent
  • the application agent is preferably a lacquer (e.g. water-based lacquer, solvent-based lacquer, base lacquer and/or clear lacquer).
  • a lacquer e.g. water-based lacquer, solvent-based lacquer, base lacquer and/or clear lacquer.
  • the application agent can also z. B. a wax (e.g. preservative wax), a thick substance, a sealant, an insulating material or an adhesive.
  • a wax e.g. preservative wax
  • the joint device expediently comprises an in particular fixed offset (e.g. an offset) between the first axis and the second axis, so that the first axis and the second axis are expediently arranged with a fixed offset relative to one another.
  • the additional line bushing also extends (e.g. axially) through the second joint structure.
  • the at least one further line can also preferably extend through the second joint structure.
  • the first axis and the third axis can be z. B. extend in a common plane, z. B. even if they are rotated about their axes. It is possible for the second axis to cross the common plane, preferably substantially perpendicularly. As a result, it can advantageously be made possible that when the articulated structures rotate about their axes, the additional line bushing and/or the at least one further line is not kinked, but rather bent (and eg also twisted).
  • the first joint structure is a (eg kinematic) input-side joint structure of the joint device and/or the third joint structure is a (eg kinematic) output-side joint structure of the joint device.
  • the second articulation structure may preferably be coupled (e.g. kinematically) between the first articulation structure and the third articulation structure.
  • first joint structure comprises a gear, preferably a wave gear.
  • second joint structure can include a gear, preferably a wave gear.
  • the harmonic drive of the first joint structure and/or the second joint structure is preferably designed as a step-down harmonic drive in order to advantageously be able to generate the required torque.
  • a strain wave gear (e.g. also known as a strain wave gear, sliding wedge gear or strain wave gear (SWG)) is a gear with in particular an elastic transmission element, which is advantageous due to a suitably high step-up or step-down and suitably high accuracy characterized in particular by small weight and in particular small dimensions.
  • SWG strain wave gear
  • a gearbox e.g. B. strain wave gear
  • the elliptical disk can e.g. B. a centric hub and/or a (suitably thin and/or elliptical) have deformable bearings (e.g. ball or roller bearings).
  • the elliptical disc preferably serves as the drive element of the gear; and/or a deformable cylindrical bushing with external teeth (e.g. Flexspline).
  • the sleeve is used in particular as an output element of the transmission; and/or a (expediently substantially rigid) cylindrical outer ring with internal teeth (e.g. circular spline).
  • the outer ring can preferably surround the elliptical disc and the bushing; and or
  • the outer toothing of the sleeve preferably has at least one tooth less than the inner toothing of the outer ring.
  • the first joint structure can include a drive (e.g. motor, in particular an electric motor) in order to rotate the first joint structure about the first axis.
  • the drive of the first joint structure can, for. B. be coupled to the first joint structure without its own housing and / or without its own storage.
  • the drive of the first joint structure can, for. B. be designed as a kit motor, which preferably comprises a rotor and a stator.
  • the first joint structure can in particular form a (z. B. annular) housing for their drive, where z. B. the housing can preferably encase the drive in a ring shape.
  • the first joint structure can have at least one cooling body (e.g. at least one cooling rib or cooling trough etc.) on the outside for cooling its drive and/or with active cooling (e.g. for cooling by means of air, in particular compressed air, or for cooling by means of a coolant).
  • the second articulated structure can include a drive (e.g. motor, in particular an electric motor) in order to rotate the second articulated structure about the second axis.
  • the drive of the second joint structure can, for. B. be coupled to the second joint structure without its own housing and / or without its own storage.
  • the drive of the second joint structure can, for. B. be designed as a kit motor, which preferably comprises a rotor and a stator.
  • the second joint structure can in particular form a (z. B. annular) housing for their drive, where z. B. the housing can preferably encase the drive in a ring shape.
  • the second joint structure can have at least one cooling body (e.g.
  • the third articulated structure can include a drive (e.g. a motor, in particular an electric motor) in order to rotate the third articulated structure about the third axis.
  • the drive of the third joint structure can, for. B. be coupled to the third joint structure without its own housing and / or without its own storage.
  • the drive of the third joint structure can, for. B. be designed as a kit motor, which preferably comprises a rotor and a stator.
  • the third joint structure can in particular form a (z. B.
  • the housing can preferably encase the drive in a ring shape.
  • the third articulated structure can have at least one cooling body (e.g. at least one cooling rib or cooling trough etc.) on the outside for cooling its drive and/or with active cooling (e.g. for cooling by means of air, in particular compressed air, or for cooling by means of a coolant).
  • the drive of the third joint structure can, for. B. include a direct drive and / or z. B. be gearless.
  • the direct drive can B. include a direct motor, especially torque motor.
  • z. B. includes drives in which the drive part and the working and / or driven part are expediently directly connected without gearing.
  • the additional cable bushing and preferably the at least one additional cable can extend through the drive and/or the transmission of the first articulated structure.
  • the additional line bushing and preferably the at least one further line can extend through the drive and/or the transmission of the third articulated structure.
  • the drive of the first joint structure comprises a hollow motor shaft and/or a hollow transmission shaft, through which the additional line bushing and z. B. which extends at least one further line.
  • the drive of the third joint structure includes a hollow motor shaft through which the additional line bushing and z. B. which extends at least one further line.
  • the additional line bushing and z. B. the at least one further line extends but preferably outside the drive and / or the transmission of the second joint structure.
  • a measuring device e.g. optical measuring device
  • an output-side measuring, in particular high-resolution, measuring device can be used.
  • the hinge device can, for. B. have a (in particular optical, expediently high-resolution) measuring device for (preferably direct) rotational position measurement of the first joint structure.
  • the measuring device can e.g. B. be designed to detect the rotational position of the first joint structure directly and / or to detect the first joint structure on the output side of the drive of the first joint structure, so that advantageously wear, play and / or hysteresis remain unconsidered when determining the position.
  • the measuring device for measuring the rotational position of the first joint structure via a (z. B. essentially play-free and / or prestressed) coupling structure with the first joint structure is connected.
  • the coupling structure can, for. B. be rotatable and / or comprise mutually engaged teeth.
  • the coupling structure can, for. B. include a gear pair or bevel gear.
  • the hinge device can, for. B. have a (in particular optical, expediently high-resolution) measuring device for (preferably direct) rotational position measurement of the second joint structure.
  • the measuring device can e.g. B. be designed to detect the rotational position of the second joint structure directly and / or to detect the second joint structure on the output side of the drive of the second joint structure, so that advantageously wear, play and / or hysteresis remain unconsidered when determining the position.
  • the hinge device can, for. B. have a (in particular optical, expediently high-resolution) measuring device for (preferably direct) rotational position measurement of the third joint structure.
  • the measuring device can e.g. B. be designed to detect the rotational position measurement of the third joint structure directly and / or to detect the third joint structure on the output side of the drive of the third joint structure, so that advantageously wear, play and / or hysteresis remain unconsidered when determining the position.
  • the measuring device for measuring the rotational position of the third joint structure is mounted on the second joint structure and/or is connected to the third joint structure via a (e.g. substantially play-free and/or prestressed) coupling structure.
  • the coupling structure can, for. B. be rotatable and / or comprise mutually engaged teeth.
  • the coupling structure z. B. parallel to the axis or angled and / or comprise intermeshing conical gears.
  • the coupling structure can, for. B. include a gear pair or bevel gear.
  • the measuring device of the first joint structure, the measuring device of the second joint structure and/or the measuring device of the third joint structure can e.g. B. have a resolution with an error tolerance of advantageously 10 arcsec, preferably 5 arcsec, and thus be particularly high-resolution.
  • the hinge device can, for. B. have a neutral position in which the first axis and the third axis are aligned substantially coaxially. It is possible that the offset is between a minimum of 10mm and a maximum of 100mm, e.g. B. in order not to kink the at least one line during a rotation of the second joint structure about the second axis, but to allow an appropriate bending radius.
  • the at least one line of the line bushing can, for. B. at least one of the following: at least one cable (preferably designed as a single wire) for supplying electrical energy in particular and/or for controlling the drive of the second articulated structure, at least one cable (preferably designed as a single wire) for supplying electrical energy in particular and/or for controlling of the drive of the third articulated structure, at least one cable (preferably designed as a single wire) for supplying electrical energy in particular to the measuring device of the second joint structure, at least one cable (preferably designed as a single wire) for supplying electrical energy in particular to the measuring device of the third joint structure, at least one (preferably as a single wire). trained) cable for data transmission from the measuring device of the second joint structure z. B.
  • At least one cable for data transmission from the measuring device of the third joint structure z. B. to a control device, at least one cable (preferably designed as a single wire) for power supply and/or for controlling the application device and/or at least one cable (preferably designed as a single wire) for power supply and/or for controlling the print head device, at least one line (preferably a cable designed as a single wire, for example) for e.g. B. electrical energy supply of a braking device for braking the second joint structure, at least one line (preferably a z. B. trained as a single wire cable) for z. B. electrical power supply of a braking device for braking the third joint structure, and / or at least one media line for conducting a fluid (z. B. the application agent, air, z. B. compressed air, and / or a flushing agent).
  • the dynamic bending radius in particular, can advantageously be significantly minimized in comparison to a multi-core cable, as a result of which an even more compact design can be made possible.
  • the additional line bushing and its at least one additional line can preferably be used as follows:
  • the at least one additional line of the additional line bushing can e.g. B. include at least one media line for application agent supply, in particular paint supply of the application device and / or the print head device.
  • the at least one further line of the additional line bushing z. B. include at least one media return line for returning a fluid (z. B. application agent and / or flushing agent) from the application device and / or the print head device.
  • the at least one further line of the additional line bushing can comprise at least one cable, in particular for supplying electrical energy and/or for controlling the application device and/or the print head device.
  • the positive guidance device, the rotary part and/or the cover can preferably be designed essentially in the form of a hollow circular cylinder.
  • the rotary part is preferably a slotted rotary part, e.g. B. a slotted ring or cylinder.
  • the hinge device can, for. B. have an expediently conical (advantageously repeatable) socket-pin arrangement for mastering and/or calibrating the joint device.
  • the invention also includes an application robot, preferably a painting robot, with a joint device as disclosed herein.
  • the application robot is preferably a multi-axis articulated arm robot with z. B. at least 4, at least 5 or at least 6 axes of movement.
  • the third axis has a rotational speed of over 1000, 2000, 3000, 4000 or 5000% and/or a torsional stiffness of over 1000, 2000, 3000, 4000 or 5000 or even over 10000 Nm/arcmin.
  • the application device, the print head device and/or the application robot serves in particular to dispense an application agent (eg paint) onto a motor vehicle body part.
  • the application means is preferably paint.
  • the additional line bushing can e.g. B. a hose (z. B. protective and / or guide tube) or (z. B. partially flexible or substantially rigid) tube (z. B. protective and / or guide tube) in which optionally the at least another line (advantageously protected and/or guided) can run.
  • the hose or the pipe can advantageously form a protective cover and/or a guiding structure for the at least one additional line.
  • the additional line bushing can preferably form a (eg flexible and/or shaping) empty pipe.
  • first joint structure, the second joint structure and the third joint structure are preferably rotatable relative to one another.
  • a winding and unwinding area for the line bushing in the first partial area is limited axially by a first side wall and the rotating part (e.g. an end face of the rotating part) and alternatively or additionally a winding and unwinding area for the line bushing in the second Section is limited axially by a second side wall and the rotating part (z. B. an end face of the rotating part).
  • the second side wall can, for. B. be rotatable, in particular be rotatable with the first joint structure.
  • the first side wall is preferably non-rotatable and thus in particular cannot be rotated with the forced guidance device and/or the rotary part.
  • the first side wall can, for. B. have a preferably beveled contact surface for the line bushing.
  • the second side wall z. B. have a preferably beveled contact surface for the line bushing.
  • the rotating part can z. B. taper or narrow in its circumferential direction and / or be narrower on a concave side of the groove than on a convex side of the groove.
  • a preferably cylindrical base part can be present radially on the inside, on which the cable bushing can be suitably wound up and unwound.
  • the base part is preferably static and thus in particular not rotatable with the restricted guidance device.
  • the base part is preferably arranged coaxially to the central axis of the forced guidance device.
  • the rotating part is preferably arranged between the first partial area and the second partial area and/or between the side walls.
  • the leadthrough is preferably a hose or a flexible pipe.
  • the line bushing is preferably z. B is not designed in the manner of a chain and/or preferably does not comprise any rigid chain links linked to one another in an articulated manner.
  • the third joint structure can e.g. B. be accommodated at least partially in the second joint structure.
  • the first joint structure can have a range of rotation about the first axis of more than +/- 340°, e.g. B. substantially +/- 360° or at least 360°.
  • the third joint structure can have a range of rotation about the third axis of more than +/-360° or more than +/-700° or of essentially +/-720°.
  • the drive trains can advantageously z. B. be made as direct as possible and preferably not coupled to each other.
  • the third articulated structure can, due to its often lower load, e.g. B. completely without a gear.
  • a direct drive and/or torque drive can thus be implemented here, which advantageously has maximum rigidity without mechanical play.
  • Figure 1 shows a perspective view of a joint device according to an embodiment of the invention
  • Figure 2 shows another perspective view of the joint device
  • Figure 3 shows a view of the joint device from below
  • Figure 4 shows a view of the joint device from above
  • FIG. 5 shows a perspective view in particular of a cable bushing and an optional additional cable bushing for the joint device
  • Figure 6 shows a side view of the cable bushing and the additional cable bushing
  • Figure 7 shows another side view of the cable bushing and the additional cable bushing
  • Figure 8 shows a perspective view of a joint device according to an embodiment of the invention
  • Figure 9 shows a side view of the hinge device
  • Figure 10 shows another perspective view of the hinge device
  • FIG. 11 shows a perspective view of the joint device, in particular with a measuring device for measuring rotational positions of a second joint structure of the joint device,
  • FIG. 12 shows a perspective view of the joint device, in particular with a measuring device for measuring rotational positions of a third joint structure of the joint device, and
  • FIG. 13 shows a schematic view of an application robot with a joint device according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 14 shows an example of a schematic harmonic drive.
  • the preferred exemplary embodiments of the invention described with reference to the figures correspond in part, with similar or identical parts being provided with the same reference symbols and for their explanation reference can also be made to the description of the other exemplary embodiments in order to avoid repetition. For purposes of illustration, not all parts are referenced in all figures.
  • Figures 1 to 4 show different views of a joint device 100 according to an embodiment of the invention.
  • the joint device 100 is designed as a robot hand (e.g. robot hand axis) and is used in particular to carry an application device 60 (preferably including a print head device 61) and to be mounted on an application robot 200 (FIG. 13).
  • an application device 60 preferably including a print head device 61
  • FIG. 13 an application robot 200
  • the joint device 100 comprises a kinematics, in particular a first joint structure 10 which is rotatable about a first axis 11, and z. B. a second hinge structure 20 rotatable about a second axis 21, and preferably a third hinge structure 30 rotatable about a third axis 31, which are described in more detail below with particular reference to Figures 8 to 12.
  • the articulation device 100 includes a line bushing 300 in which one or more lines 301 can run.
  • the line bushing 300 preferably forms a (eg flexible and/or shaping) empty pipe.
  • the articulation device 100 includes a positive guidance device having a rotating part 403
  • the first axis 11 and the central axis 401 are preferably aligned essentially coaxially and can thus form one and the same axis.
  • the central axis 401 of the forced guidance device 400 preferably corresponds to the central axis of the rotary part 403.
  • the restricted guidance device 400 is expediently designed in the form of a cylinder, in particular a hollow cylinder, and preferably comprises a hollow-cylindrical cover 404, shown schematically in FIG.
  • the cover 404 can e.g. B. be rotatable together with the first joint structure 10 or be non-rotatable. It is also possible for the cover 404 to be designed in two or more parts, with a first non-rotatable part and a second rotatable part.
  • the line bushing 300 is expediently directly or indirectly connected to the first joint structure 10, so that by rotating the first joint structure 10, the rotating part 403 in particular can be driven by means of the line bushing 300 and rotated relative to the first joint structure 10, in particular at essentially half the speed and/or or half a rotation (e.g. half a rotation angle) relative to the first articulation structure 10.
  • the joint device 100 comprises a first sub-area TI and a second sub-area T2, the first sub-area TI and the second sub-area T2 being spaced apart from one another in the axial direction of the restricted guidance device 400.
  • the line bushing 300 is designed to wind up spirally in the first partial area TI and unwind spirally in the second partial area T2 and vice versa by rotating the first joint structure 10 .
  • the line bushing 300 winds up by rotating the first joint structure 10 in the first partial area TI and correspondingly unwinds in the second partial area T2, with a rotation of the first joint structure 10 in the opposite direction the line bushing 300 unwinds in the first partial area TI and in the second Section T2 wound up accordingly.
  • the line bushing 300 can, for. B. be designed to be spirally wound and unwound by rotating the first joint structure 10 at least half times, at least once, at least one and a half times, at least twice, at least two and a half times, at least three times or at least three and a half times. Depending on how many windings are stored, the movement range of the kinematics and in particular of the first joint structure 10 can be increased.
  • the line bushing 300 extends in the first partial area TI and in the second partial area T2 in opposite spirals around the central axis 401 of the restricted guidance device 400.
  • the rotary part 403 includes a groove 402 in which the cable bushing 300 is accommodated in a forcibly guided manner.
  • the groove 402 is in particular arc-shaped in the rotary part 403 in order to form a deflection arc for deflecting the line bushing 300 . Consequently, the line bushing 300 also runs in an arc with its partial area 302 in the groove 402 .
  • the rotary part 403 thus represents a rotary part 403 which is slotted in particular by means of the groove 402.
  • the partial area 302 enables in particular a power transmission from the cable bushing 300 to the rotary part 403 in the circumferential direction of the rotary part 403, so that the rotary part 403 can be rotated about the central axis 401 of the restricted guidance device 400.
  • the groove 402 is arranged between the first sub-area TI and the second sub-area T2 in order to connect the line bushing 300 in the first sub-area TI to the line bushing 300 in the second sub-area T2.
  • the groove 402 is expediently rotatable together with the rotary part 403 about the central axis 401 and is delimited by a convex partial segment and an opposite concave partial segment of the rotary part 403 .
  • the groove 402 and the portion 302 can z. B. have a passage cross section with a to the central axis 401 aligned substantially parallel central axis CA.
  • the groove 402 and the arcuate portion 302 can also have a chord L, which can run essentially parallel to the central axis 401 .
  • the line bushing 300 comprises at least one winding in the first partial area TI and branches off laterally from the winding into the slot 402 .
  • the line bushing 300 also includes at least one winding in the second partial area T2 and branches off laterally from the winding into the slot 402 .
  • a winding and unwinding area for the line bushing 300 in the first partial area TI can be axially delimited by a first side wall 405 and the rotating part 403, with a winding and unwinding area for the line bushing 300 in the second partial area T2 being axially delimited by a second side wall 406 and the rotating part 403 can be limited.
  • the second side wall 406 can e.g. B. with the first joint structure 10 in particular be rotatable.
  • the first side wall 405 is preferably non-rotatable.
  • the first side wall 405 can e.g. B. have a beveled contact surface for the line bushing 300.
  • the second side wall 406 can, for. B. have a beveled contact surface for the line bushing 300.
  • a preferably cylindrical base part 407 is present radially on the inside, on which the cable bushing 300 can be expediently wound up and unwound.
  • the base part 407 is preferably static and thus in particular cannot be rotated with the forced guidance device 400 .
  • the rotary part 403 can appropriately taper or narrow, e.g. B. so that it is narrower on a concave side of the groove 402 than on a convex side of the groove 402.
  • the rotating part 403 and thus also the groove 402 is expediently axially displaceable. Specifically, the rotary member 403 is reciprocated along the central axis 401 when the wire bushing 300 is wound and unwound.
  • the rotating part 403 can, for. B. shift to a first side when the grommet 300 is unrolled on the first side and rolled up on the second side, and vice versa.
  • the line bushing 300 is z. B. partially displaced by the groove 402, z. B. pushed into the groove 402 in sections and out of the groove 402 in sections when the first joint device 10 and thus the rotating part 403 is rotated together with the groove 402 in order to wind up the cable bushing 300 in the first partial area TI and unwind the cable bushing 300 to allow in the second portion T2 and vice versa.
  • the line bushing 300 is expediently fastened immovably (eg fixed) to a first fastening point.
  • the line bushing 300 is expediently fastened immovably (e.g. fixed) to a second fastening point. wherein the second attachment point is rotatable relative to the first attachment point.
  • the first articulation structure 10 is suitably connected directly or indirectly to the second attachment point in order to rotate the second attachment point and thus the leadthrough 300 .
  • the cable bushing 300 is connected to the first articulated structure 10, wherein the rotating part 403 in particular can be driven and rotated by means of the cable bushing 300 by rotating the first joint structure 10, in particular at a substantially reduced (e.g. half) speed and/or reduced (e.g. half) rotation relative to the first joint structure 10.
  • the rotary part 402 thus preferably rotates with the first joint structure 10 at half the speed and/or at half the rotation or generally at a reduced speed and/or reduced rotation angle (e.g. reduced rotation).
  • the forced guidance device 400 comprises a cover 404, which is expediently in the form of a hollow cylinder.
  • the cover 404 is preferably used to cover the outside of the rotating part 403, the subarea 302, the line bushing 300 in the first subarea TI and/or the line bushing 300 in the second subarea T2.
  • the cover 404 is arranged coaxially with the rotating part 403 .
  • the cover 404 can have an outer casing, a passage opening being formed in the outer casing, from which the line bushing 300 extends.
  • FIGS 5 to 7 show different views, in particular of the cable bushing 300 and an optional additional cable bushing 40.
  • At least one schematically indicated line 301 runs in line bushing 300. At least one further line 41, indicated schematically, runs in the additional line bushing 40.
  • the at least one line 301 of the line bushing 300 can in particular comprise at least one of the following: at least one cable, in particular for supplying electrical energy and/or for controlling a drive of the second articulated structure 20 and/or a drive of the third articulated structure 30, at least one cable for, in particular, the electrical Power supply to a measuring device 22 ( Figure 11) for measuring the rotational position of the second joint structure 20 and/or a measuring device 32 ( Figure 12) for measuring the rotational position of the third joint structure 30, at least one cable for data transmission from the measuring device 22 of the second joint structure 20 and/or the measuring device 32 the third joint structure 30, at least one cable, in particular for supplying electrical energy and/or for controlling the application device 60 and/or the print head unit 61, and/or at least one media line for conducting a fluid (e.g. application agent, rinsing agent and/or air, especially compressed air).
  • a fluid e.g. application agent, rinsing agent and/or air, especially compressed air.
  • the at least one line 301 and/or the line bushing 300 is preferably connected to a distributor box 350, wherein the distributor box 350 can be attached to the first joint structure 10, in particular in order to rotate with the first joint structure 10.
  • the at least one further line 41 of the additional line bushing 40 can in particular comprise at least one of the following: at least one media line for supplying application agents and/or for supplying fluid (e.g. air, in particular compressed air, and/or detergent, etc.) to the Application device 60 and/or the print head unit 61, at least one media return line for returning a fluid from the application device 60 and/or the print head unit 61, and/or at least one cable, in particular for supplying electrical energy and/or for controlling the application device 60 and/or the print head unit 61
  • fluid e.g. air, in particular compressed air, and/or detergent, etc.
  • cable bushing 300 in particular to run for control, for electrical energy supply and optionally for data transmission, while in cable bushing 40 in particular one or several media lines for fluids (e.g. application agents, detergent and/or compressed air) run.
  • media lines for fluids e.g. application agents, detergent and/or compressed air
  • FIGS. 8 to 12 show different views of the articulation device 100 already described above, with the line bushing 300 and the forced guidance device 400 not being shown.
  • the articulation device 100 comprises a first articulation structure 10 rotatable about a first axis 11 , a second articulation structure 20 rotatable about a second axis 21 , and a third articulation structure 30 rotatable about a third axis 31 .
  • first joint structure 10, the second joint structure 20 and the third joint structure 30 are rotatable relative to one another.
  • the first joint structure 10 can preferably be a kinematically input-side joint structure of the joint device 100 , wherein the third joint structure 30 can in particular be a kinematically output-side joint structure of the joint device 100 .
  • the second articulation structure 20 can preferably be kinematically coupled between the first articulation structure 10 and the third articulation structure 30 and z. B. form a connection construction of the first joint structure 10 with the third joint structure 30.
  • the joint device 100 can include an application device 60, only part of which can be seen in FIG.
  • the application device 60 can, in particular, comprise a print head device 61 ( Figure 13), the print head device 61 having a multiplicity of nozzles for dispensing an application agent (e.g. paint) onto a motor vehicle body part (e.g. a body and/or an add-on part therefor). may have.
  • the application agent can, for. B. in the form of cohesive application agent beams and / or z. B. in the form of drops of application agent, etc. are output from the nozzles.
  • the print head device 61 serves in particular for essentially overspray-free coating, in particular painting.
  • the articulation device 100 can include an optional additional line bushing 40, which extends through the constraining guide device 400, through the first articulation structure 10 and z. B. through the third joint structure 30 can extend and in which preferably at least one further optional line 41 z. B. for the application device 60 and/or for the print head device 61.
  • the additional line bushing 40 can, for. B. comprise a hose or a (z. B. flexible in sections) pipe, in which the at least one further line 41 can run preferably protected and guided.
  • the hose or the tube can thus form a protective cover and/or a guide structure for the at least one additional line 41 .
  • the articulation device 100 also comprises a fixed offset 50 between the first axis 11 and the second axis 21.
  • the offset 50 can e.g. B. between at least 10 mm and a maximum of 100 mm long.
  • the at least one additional line 41 which runs in the additional line bushing 40, is preferably used to supply application means and thus in particular to supply paint to the print head device 61.
  • the at least one additional line 41 can also, for. B. for electrical power supply, for controlling and / or fluid supply (z. B. air, compressed air and / or rinsing / cleaning agent) of the application device 60 and / or the print head device 61 are used.
  • the at least one other line 41 can also z. B. comprise a data cable, by means of which data can be transmitted from and/or to the print head device 61 and/or the application device 60.
  • the additional line bushing 40 can preferably also extend through the second joint structure 20 .
  • the first axis 11 and the third axis 31 can extend in a common plane.
  • the second axis 21 crosses the common plane, preferably substantially perpendicularly.
  • FIG. 9 shows the joint device 100 in a neutral position, in which the first axis 11 and the third axis 31 are aligned essentially coaxially.
  • the first joint structure 10 comprises a drive.
  • the drive includes in particular a drive motor (z. B. electric motor) and is preferably coupled to the first joint structure 10 without its own housing and/or without its own bearing.
  • the drive of the first joint structure 10 can thus z. B. be designed as a kit motor.
  • the drive of the first joint structure 10 can be a motor hollow shaft and z. B. include a hollow transmission shaft, through which the additional line bushing 40 and the at least one further line 41 can extend.
  • the second joint structure 20 comprises a drive.
  • the drive comprises in particular a drive motor (e.g. electric motor) and is preferably coupled to the second joint structure 20 without its own housing and/or without its own bearing.
  • the drive of the second joint structure 20 can thus z. B. be designed as a kit motor.
  • the additional line bushing 40 and the at least one further line 41 expediently extend past the drive and/or the transmission of the second joint structure 20 on the outside.
  • the third joint structure 30 comprises a drive.
  • the drive comprises in particular a drive motor (e.g. electric motor) and is preferably coupled to the third joint structure 30 without its own housing and/or without its own bearing.
  • the drive of the third joint structure 30 can thus z. B. be designed as a kit motor.
  • the drive of the third joint structure 30 can comprise a hollow motor shaft, through which the additional line bushing 40 and the at least one further line 41 can extend.
  • all three articulated structures 10, 20 and 30 can be driven via motors which can be integrated directly into the respective articulated structure 10, 20 and 30 without their own housing.
  • the joint structures 10, 20 and 30 can each form a suitably ring-shaped housing for their drive.
  • the drive of the third joint structure 30 can, for. B. include a direct motor or a torque motor and / or z. B. be gearless.
  • Direct motors, torque motors and/or gearless drives include, in particular, drives in which the drive part and the working part and/or driven part are expediently connected directly to one another without a gear.
  • the first joint structure 10 can comprise a gear, preferably a substantially backlash-free strain wave gear.
  • the second joint structure 20 can also comprise a gear, preferably an essentially backlash-free strain wave gear.
  • a strain wave gear e.g. also known as a strain wave gear, sliding wedge gear or strain wave gear (SWG)
  • SWG strain wave gear
  • a harmonic drive as can preferably be used for the first joint structure 10 and/or the second joint structure 20, is described below with reference to FIG.
  • the harmonic drive comprises an elliptical washer 71, a deformable, substantially cylindrical bushing 72 with external teeth, and a substantially cylindrical outer ring 73 with internal teeth.
  • the elliptical disc 71 (z. B. Wave Generator) can z. B. include a central hub and a (suitably thin and / or elliptical) deformable bearing (z. B. ball or roller bearings).
  • the elliptical disk 71 is preferably used as the drive element of the transmission.
  • the cylindrical sleeve 72 (e.g. Flexspline) serves in particular as the output element of the transmission.
  • the outer ring 73 e.g. circular spline
  • FIG. 11 shows a perspective view of the joint device 100, a measuring device 22 in particular being visible in FIG.
  • the measuring device 22 is used for (preferably direct) rotational position measurement of the second joint structure 20, the measuring device 22 z. B. can be designed to detect the rotational position of the second joint structure 20 directly and / or to detect the output side of the drive of the second joint structure 20 (e.g. optically, with spatial spacing, with physical intervention, contacting or contactless, etc.). This advantageously makes it possible for wear, play and/or hysteresis in the drive train to lead to no or no significant deterioration in the accuracy of the position detection.
  • FIG. 12 shows a perspective view of the joint device 100, a measuring device 32 in particular being visible in FIG.
  • the measuring device 32 is used for (preferably direct) rotational position measurement of the third joint structure 30, the measuring device 32 z. B. can be designed to detect the rotational position of the third joint structure 30 directly and / or to detect the output side of the drive of the third joint structure 30 (e.g. optically, with spatial spacing, with physical intervention, contacting or contactless, etc.). This advantageously makes it possible for wear, play and/or hysteresis in the drive train to lead to no or no significant deterioration in the accuracy of the position detection.
  • the coupling structure 33 is preferably angled, e.g. B. as a bevel gear, with paraxial coupling structures 33 are possible.
  • the coupling structure 33 can in particular comprise gears (eg conical) which are in engagement with one another.
  • a rotational position measurement of the first joint structure 10 can be realized in a manner similar to that of the second joint structure 20 or the third joint structure 30.
  • a measuring device for (preferably direct) rotational position measurement of the first joint structure 10 can be made available, the measuring device z. B. can be designed to detect the rotational position of the first joint structure 10 directly and / or to detect the output side of the drive of the first joint structure 10 (e.g. optically, with spatial spacing, with physical intervention, contacting or contactless, etc.). This advantageously makes it possible for wear, play and/or hysteresis in the drive train to lead to no or no significant deterioration in the accuracy of the position detection.
  • the measuring device for measuring the rotational position of the first joint structure 10 can be connected to the first joint structure 10 via a preferably substantially play-free, prestressed coupling structure, preferably a gear pair and/or a bevel gear stage, in order to enable a direct and/or output-side rotational position measurement make possible.
  • the coupling structure is preferably designed to be axially parallel, for example by means of (for example conical) gear wheels that mesh with one another, angled coupling structures also being possible.
  • Figure 13 shows a schematic view of an application robot 200 with a joint device 100.
  • the application robot 200 is preferably a painting robot and carries an application device 60 by means of the joint device 100.
  • the application device 60 preferably comprises a print head device 61 with a large number of nozzles for dispensing the application agent (e.g. paint).
  • the application device 60 can also comprise an applicator other than a print head, e.g. B. an atomizer or just a nozzle etc.
  • Combination option with central cable bushing 40 e.g. B. to increase the capacity and / or separation of media lines (e.g. for application agents, air and / or detergent) and electrical cables,
  • Section of the line bushing preferably an arcuate section in the groove
  • Cover preferably in the form of a hollow cylinder and/or rotatable cover

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gelenkvorrichtung (100), vorzugsweise Roboterhand (100), vorzugs- weise zum Tragen einer insbesondere eine Druckkopfeinrichtung (61) umfassenden Applikations- Vorrichtung (60), mit einer ersten Gelenkstruktur (10), die um eine erste Achse (11) drehbar ist, und einer Leitungsdurchführung (300), vorzugsweise in der zumindest eine Leitung (301) verläuft, wobei die Gelenkvorrichtung (100) eine ein Drehteil (403) aufweisende Zwangsführungseinrichtung (400) zur Zwangsführung der Leitungsdurchführung (300) umfasst und das Drehteil (400) um eine Mittelachse (401) der Zwangsführungseinrichtung (400) drehbar ist.

Description

BESCHREIBUNG
GELENKVORRICHTUNG MIT EINER ZWANGSFÜHRUNGSEINRICHTUNG ZUR LEITUNGSFÜHRUNG, INSBESONDERE ZUM TRAGEN EINER APPLIKATIONSVORRICHTUNG
Die Erfindung betrifft eine Gelenkvorrichtung (z. B. eine Roboterhand), insbesondere zum Tragen einer Applikationsvorrichtung und vorzugsweise zur Montage an einen Applikationsroboter. Die Applikationsvorrichtung und/oder der Applikationsroboter dient vorzugsweise zum Lackieren von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen.
Robotergeführte Zerstäuber (z. B. Rotationszerstäuber) zum Lackieren von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen werden zur genauen Bahnführung üblicherweise an einem als Roboterhand oder Roboterhandachse bezeichneten Aktuator montiert, der meist mehrere miteinander gekoppelte Gelenke umfasst. Ein Beispiel einer derartigen Roboterhand (Roboterhandachse) und eines derartigen Zerstäubers ist z. B. in der EP 1 632 320 Al offenbart. Zerstäuber haben jedoch den Nachteil eines beschränkten Auftragswirkungsgrades, weil sich üblicherweise nur ein Teil des applizierten Lacks auf den zu beschichtenden Bauteilen ablagert, während der Rest des applizierten Lacks als sogenanntes Overspray entsorgt werden muss. Eine neuere Entwicklungslinie sieht dagegen als Applikationsgerät sogenannte Druckköpfe vor, wie sie beispielsweise aus DE 10 2013002412 Al und DE 102010019612 Al bekannt sind. Derartige Druckköpfe geben im Gegensatz zu den bekannten Zerstäubern keinen Sprühnebel des zu applizierenden Lacks ab, sodass im Wesentlichen auch kein unerwünschtes Overspray entsteht.
Neben der Versorgung der Zerstäuber oder Druckköpfe mit z. B. Strom, Lack, Luft etc. ist eine Verkabelung z. B. der elektrischen Antriebssysteme für die Roboterhand notwendig. Auch kann z. B. eine Versorgung der Antriebssysteme, insbesondere deren Motoren, mit Luft zu Kühlzwecken und/oder eine Spülung von Robotergehäusen mit Luft erforderlich sein, z. B. aufgrund der Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen.
Die Leitungsführung stellt hierfür zentrale Anforderungen, zu deren Erfüllung sich insbesondere zwei unterschiedliche Philosophien am Markt durchgesetzt haben, nämlich die innenliegende Leitungsführung und die außenliegende Leitungsführung. Bei der innenliegenden Leitungsführung werden die Medienschläuche und Kabel zentral durch eine Roboterhand geführt. Diese Verlegung bedingt insbesondere Hohlwellengetriebe und zum Getriebe versetzt angeordnete Motoren. Bei einer Bewegung der Roboterhand werden die Leitungen (z. B. Kabel, Schläuche etc.) tordiert. Bei dieser Belastung muss darauf geachtet werden, dass die Leitungen ausreichend lang dimensioniert sind. Es muss auch dafür gesorgt werden, dass die Leitungen nicht in Kontakt mit scharfen Kanten oder rauen Oberflächen kommen, da sie dadurch beschädigt werden könnten.
Bei der außenliegenden Leitungsführung werden die Medienschläuche und Kabel insbesondere an der Geometrie des Roboters außen entlanggeführt. Diese Verlegung stellt keine großen Anforderungen an die Bauform der Getriebe und den Anbau der Motoren. Bei einer Bewegung der Roboterhand werden die Leitungen (z. B. Kabel, Schläuche etc.) in der Regel durch Mitnehmer und gegebenenfalls Stützstellen mitgenommen und verlaufen dazwischen größtenteils frei im Raum. Die außenliegende Leitungsführung erfordert relativ viel Platz und vergrößert somit die Störkontur des Roboters und/oder der Roboterhand. Weiterhin sind außenliegende Leitungen ungeschützt und anfällig für Verschmutzung.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gelenkvorrichtung (z. B. eine Roboterhand) mit verbesserter und/oder alternativer Leitungsführung zur Verfügung zu stellen, vorzugsweise eine Gelenkvorrichtung zum Tragen einer Applikationsvorrichtung, die insbesondere eine Druckkopfeinrichtung umfassen kann.
Diese Aufgabe kann durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst werden. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Die Erfindung betrifft eine Gelenkvorrichtung (insbesondere eine Roboterhand, z. B. Roboterhandachse), vorzugsweise zum Tragen einer Applikationsvorrichtung und/oder z. B. zur Montage an einen Applikationsroboter. Die Applikationsvorrichtung kann z. B. eine Druckkopfeinrichtung umfassen.
Die Gelenkvorrichtung umfasst eine erste Gelenkstruktur, die um eine erste Achse drehbar ist.
Die Gelenkvorrichtung kann auch z. B. eine zweite Gelenkstruktur, die um eine zweite Achse drehbar ist, umfassen. Die Gelenkvorrichtung kann z. B. auch eine dritte Gelenkstruktur, die um eine dritte Achse drehbar ist, umfassen.
Die Gelenkvorrichtung umfasst eine Leitungsdurchführung (z. B. einen Schlauch oder ein (z. B. flexibles) Rohr). Die Leitungsdurchführung kann vorzugsweise ein (z. B. flexibles und/oder formgebendes) Leerrohr bilden.
Es ist möglich, dass in der Leitungsdurchführung zumindest eine Leitung verläuft, z. B. zumindest ein Schlauch (z. B. Medienschlauch) und/oder zumindest ein Kabel (z. B. ein Steuerkabel (z. B. ein Datenkabel) und/oder ein Kabel zur vorzugsweise elektrischen Energieversorgung).
Die Gelenkvorrichtung umfasst eine ein Drehteil aufweisende Zwangsführungseinrichtung zur Zwangsführung der Leitungsdurchführung, wobei das Drehteil um eine Mittelachse der Zwangsführungseinrichtung drehbar ist, insbesondere um eine Mittelachse des Drehteils, z. B. um mehr als 180° oder um weniger als 180.
Die Mittelachse der Zwangsführungseinrichtung wird vorzugsweise durch die Mittelachse des Drehteils definiert.
Es ist möglich, dass die Zwangsführungseinrichtung eine hohlzylinderförmige, insbesondere außenliegend angeordnete, Abdeckung umfasst.
Das Drehteil kann z. B. zumindest abschnittsweise innerhalb der Abdeckung angeordnet sein.
Das Drehteil umfasst vorzugsweise eine Nut (z. B. einen Schlitz) und kann somit insbesondere ein geschlitztes Drehteil bilden.
Das Drehteil kann z. B. im Wesentlichen zylinderförmig, insbesondere im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet sein.
Die Abdeckung kann z. B. drehbar oder nicht drehbar ausgebildet sein.
Es ist möglich, dass die Abdeckung z. B. zwei- oder mehrteilig ausgebildet ist, vorzugsweise mit einem ersten zweckmäßig nicht drehbaren Teil und einem zweiten zweckmäßig drehbaren Teil. Der zweite Teil kann vorzugsweise mit der ersten Gelenkstruktur z. B. mittelbar oder unmittelbar verbunden sein, insbesondere um sich vorteilhaft gemeinsam mit der ersten Gelenkstruktur drehen zu können. Hierbei kann z. B. ein Antrieb der ersten Gelenkstruktur vorteilhaft genutzt werden, um den zweiten Teil zu drehen.
Das Drehteil und die hohlzylinderförmige Abdeckung können vorzugsweise im Wesentlichen koaxial angeordnet sein.
Die erste Achse der Gelenkstruktur und die Mittelachse der Zwangsführungseinrichtung sind vorzugsweise im Wesentlichen koaxial zueinander ausgerichtet.
Die erste Achse der Gelenkstruktur und die Mittelachse der Zwangsführungseinrichtung können somit im Kontext der Erfindung vorzugsweise ein und dieselbe Achse darstellen.
Die Leitungsdurchführung kann, zweckmäßig mittelbar oder unmittelbar, mit der ersten Gelenkstruktur verbunden sein, insbesondere so, dass durch Drehung der ersten Gelenkstruktur die Zwangsführungseinrichtung und/oder das Drehteil mittels der Leitungsdurchführung zweckmäßig angetrieben und gedreht werden kann.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Leitungsdurchführung mit der ersten Gelenkstruktur, zweckmäßig mittelbar oder unmittelbar, verbunden sein, um durch Drehung der ersten Gelenkstruktur die Zwangsführungseinrichtung und/oder das Drehteil, vorzugsweise mittels der Leitungsdurchführung, zu drehen und zwar vorteilhaft mit relativ zur ersten Gelenkstruktur reduzierter Geschwindigkeit und/oder reduziertem Drehwinkel, z. B. mit im Wesentlichen halber Geschwindigkeit und/oder mit im Wesentlichen halber Drehung (z. B. halbem Drehwinkel).
Zu erwähnen ist aber, dass die Abdeckung vorzugsweise nicht durch die Leitungsdurchführung angetrieben wird. Für den Fall, dass die Abdeckung z. B. drehbar ausgeführt ist und mit der ersten Gelenkstruktur mitdreht, wird sie vorzugsweise durch den Antrieb der ersten Gelenkstruktur angetrieben.
Die Zwangsführungseinrichtung und/oder das Drehteil kann somit ausgebildet sein, um sich relativ zur ersten Gelenkstruktur mit vorzugsweise im Wesentlichen halber Geschwindigkeit und/oder im Wesentlichen halber Drehung zu drehen, wobei auch Ausführungsbeispiele mit anderem Reduzierungsverhältnis möglich sind, z. B., sofern die Leitungsdurchführung mehr als einmal umgelenkt wird.
Dreht sich die erste Gelenkstruktur z. B. um 180°, dreht sich die Zwangsführungseinrichtung und/oder das Drehteil vorzugsweise um 90°. Dreht sich die erste Gelenkstruktur z. B. um 90°, dreht sich die Zwangsführungseinrichtung und/oder das Drehteil vorzugsweise um 45°. Dreht sich die erste Gelenkstruktur z. B. um 45°, dreht sich die Zwangsführungseinrichtung und/oder das Drehteil vorzugsweise um 22,5°.
Der Dreh- und/oder Schwenkbereich der ersten Gelenkstruktur kann z. B. zumindest eine Umdrehung (z. B. ungefähr 360°, insbesondere ungefähr +/- 180°), zumindest zwei (z. B. ungefähr 720°), zumindest zweieinhalb (z. B. ungefähr 900°), zumindest drei (z. B. ungefähr 1080°) oder zumindest dreieinhalb (z. B. ungefähr 1260°) Umdrehungen umfassen. Hierfür kann die Leitungsdurchführung in mehreren Wicklungen verlegt werden.
Die Gelenkvorrichtung, vorzugsweise die Zwangsführungseinrichtung, kann z. B. einen ersten Teilbereich und einen zweiten Teilbereich umfassen.
Z. B. kann der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich vorzugsweise in Axialrichtung der Zwangsführungseinrichtung zweckmäßig voneinander beabstandet sein.
Der erste Teilbereich kann z. B. ausgebildet sein, um einem Applikationsroboter zugewandt zu sein.
Der zweite Teilbereich kann z. B. ausgebildet sein, um der Applikationsvorrichtung und/oder der Druckkopfeinrichtung zugewandt zu sein.
Die Leitungsdurchführung kann vorzugsweise ausgebildet sein, um mittels Drehung der ersten Gelenkstruktur im ersten Teilbereich insbesondere spiralförmig aufgewickelt zu werden und entsprechend im zweiten Teilbereich insbesondere spiralförmig abgewickelt zu werden und umgekehrt. Die Leitungsdurchführung kann sich somit vorzugsweise mittels Drehung der ersten Gelenkstruktur im ersten Teilbereich aufwickeln und entsprechend im zweiten Teilbereich abwickeln, wobei bei einer Drehung der ersten Gelenkstruktur in entgegengesetzte Richtung sich die Leitungsdurchführung im ersten Teilbereich zweckmäßig abwickeln und im zweiten Teilbereich entsprechend aufwickeln kann. Es ist möglich, dass die Leitungsdurchführung ausgebildet ist, um im ersten Teilbereich zumindest einhalbmal, zumindest einmal, zumindest eineinhalbmal, zumindest zweimal, zumindest zweieinhalbmal, zumindest dreimal oder zumindest dreieinhalbmal, vorzugsweise spiralförmig, aufgewickelt und abgewickelt zu werden. Alternativ oder ergänzend kann die Leitungsdurchführung ausgebildet sein, um im zweiten Teilbereich zumindest einhalbmal, zumindest einmal, zumindest eineinhalbmal, zumindest zweimal, zumindest zweieinhalbmal, zumindest dreimal oder zumindest dreieinhalbmal, vorzugsweise spiralförmig, aufgewickelt und abgewickelt zu werden.
Die Zwangsführungseinrichtung umfasst vorzugsweise eine Nut (z. B. einen Schlitz, eine Vertiefung, eine Aussparung oder ein Langloch etc.), in der die Leitungsdurchführung, vorzugsweise zwangsgeführt, zweckmäßig abschnittsweise untergebracht sein kann.
Die Nut kann zweckmäßig in dem Drehteil ausgebildet sein.
Das Drehteil kann somit ein geschlitztes, vorzugsweise im Wesentlichen ringförmiges und/oder hohlzylinderförmiges Drehteil sein.
Die Nut ist vorzugsweise im Wesentlichen bogenförmig ausgebildet und kann z. B. einen Umlenkbogen zum Umlenken der Leitungsdurchführung, vorzugsweise zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich, bilden.
Die Nut kann z. B. einen Richtungswechsel, insbesondere eine Richtungsumkehr, der Leitungsdurchführung zweckmäßig zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich bewirken.
Es ist möglich, dass die Nut um die Mittelachse der Zwangsführungseinrichtung drehbar ist und/oder durch ein konvexes Teilsegment und ein gegenüberliegendes konkaves Teilsegment, vorzugsweise des Drehteils, begrenzt wird. Alternativ oder ergänzend kann die Nut vorzugsweise zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich angeordnet sein, insbesondere um die Leitungsdurchführung im ersten Teilbereich mit der Leitungsdurchführung im zweiten Teilbereich zu verbinden.
In der Nut verläuft z. B. ein zweckmäßig bogenförmiger Teilbereich der Leitungsdurchführung. Die Nut und vorzugsweise somit die Zwangsführungseinrichtung und/oder das Drehteil kann z. B. mittels des insbesondere bogenförmigen Teilbereichs der Leitungsdurchführung um die Mittelachse der Zwangsführungseinrichtung gedreht werden. Die Leitungsdurchführung und somit der Teilbereich in der Nut kann wie bereits erwähnt zweckmäßig durch die Drehung der ersten Gelenkstruktur angetrieben werden, sodass sich dadurch das Drehteil dreht.
Insbesondere kann die Leitungsdurchführung einen in der Nut zweckmäßig bogenförmig verlaufenden Teilbereich aufweisen, um eine Kraftübertragung von der Leitungsdurchführung auf das Drehteil zu ermöglichen, sodass das Drehteil in eine Drehung um die Mittelachse der Zwangsführungseinrichtung versetzt werden kann.
Es ist möglich, dass die Leitungsdurchführung abschnittsweise durch die Nut verschiebbar ist, z. B. abschnittsweise aus der Nut heraus und abschnittsweise in die Nut hinein verschiebbar ist, insbesondere wenn die Nut gedreht wird, um vorteilhaft ein Aufwickeln der Leitungsdurchführung im ersten Teilbereich und Abwickeln der Leitungsdurchführung im zweiten Teilbereich und umgekehrt zu ermöglichen.
Das Drehteil und/oder die Nut ist vorzugsweise axial verschiebbar ausgebildet, insbesondere entlang der Mittelachse der Zwangsführungseinrichtung verschiebbar.
Das Drehteil 403 kann z. B. entlang der Mittelachse der Zwangsführungseinrichtung hin- und herverschoben werden, wenn die Leitungsdurchführung auf- und abgewickelt wird.
Die Abdeckung ist vorzugsweise entlang der Mittelachse der Zwangsführungseinrichtung unverschiebbar.
Die Leitungsdurchführung kann im ersten Teilbereich zumindest eine Wicklung aufweisen und im zweiten Teilbereich zumindest eine Wicklung aufweisen.
Es ist möglich, dass die Leitungsdurchführung im ersten Teilbereich zumindest eine Wicklung aufweist und von der Wicklung im ersten Teilbereich in die Nut insbesondere seitlich abzweigt und/oder im zweiten Teilbereich zumindest eine Wicklung aufweist und von der Wicklung im zweiten Teilbereich in die Nut insbesondere seitlich abzweigt. Es ist möglich, dass die Nut und/oder der insbesondere bogenförmige Teilbereich der Leitungsdurchführung in der Nut einen Durchlassquerschnitt mit einer zur Mittelachse der Zwangsführungseinrichtung im Wesentlichen parallel ausgerichteten zentralen Achse aufweist und/oder eine Sehne aufweist, die im Wesentlichen parallel zur Mittelachse der Zwangsführungseinrichtung verläuft. Dadurch kann z. B. ermöglicht werden, dass eine Umlenkung und/oder eine Richtungsumkehr der Leitungsdurchführung ermöglicht wird, z. B. sich entlang der Leitungsdurchführung die Richtung umkehrt, in der die Leitungsdurchführung die Mittelachse der Zwangsführungseinrichtung umwickelt.
Ein Eingang und ein Ausgang der Nut können z. B. auf einer im Wesentlichen parallel zur Mittelachse der Zwangsführungseinrichtung ausgerichteten Geraden angeordnet sein und/oder im Wesentlichen senkrecht zur Mittelachse der Zwangsführungseinrichtung ausgerichtet sein.
Es ist möglich, dass die Leitungsdurchführung sich im ersten Teilbereich und im zweiten Teilbereich vorzugsweise gegenläufig spiralförmig um die Mittelachse der Zwangsführungseinrichtung erstreckt, sodass z. B. zumindest eine Wicklung der Leitungsdurchführung im ersten Teilbereich gegenläufig ausgerichtet ist zu zumindest einer Wicklung der Leitungsdurchführung im zweiten Teilbereich.
Es ist möglich, dass eine Wicklung (z. B. eine zumindest 360° Wicklung) der Leitungsdurchführung im ersten Teilbereich und eine Wicklung (z. B. eine zumindest 360° Wicklung) der Leitungsdurchführung im zweiten Teilbereich in zueinander nicht parallelen Wicklungsebenen ausgerichtet sind.
Es ist möglich, dass die Leitungsdurchführung insbesondere im ersten Teilbereich an einer ersten Festmachstelle (z. B. Klemmstelle) vorzugsweise unverschieblich festgemacht (z. B. fixiert) ist und/oder zweckmäßig im zweiten Teilbereich an einer zweiten Festmachstelle (z. B. Klemmstelle) vorzugsweise unverschieblich festgemacht (z. B. fixiert) ist.
Die zweite Festmachstelle kann vorzugsweise relativ zur ersten Festmachstelle drehbar sein.
Die erste Festmachstelle kann z. B. nicht-drehbar ausgebildet sein.
Die erste Gelenkstruktur kann, zweckmäßig mittelbar oder unmittelbar, mit der zweiten Festmachstelle verbunden sein, um die zweite Festmachstelle zu drehen, wodurch zweckmäßig die Leitungsdurchführung und damit das Drehteil angetrieben werden können. Es ist möglich, dass die Leitungsdurchführung sich zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich z. B. nicht vollständig um die Mittelachse herum erstreckt.
Es ist möglich, dass die Leitungsdurchführung und/oder die zumindest eine Leitung mit einer Verteilerbox (z. B. eine elektronische Schnittstelle) verbunden ist, z. B. an eine Verteilerbox anschließt.
Die Verteilerbox kann vorzugsweise an der ersten Gelenkstruktur oder allgemein an einer Roboterhand angebracht sein, insbesondere um sich mit der ersten Gelenkstruktur mitzudrehen.
Es ist möglich, dass die Zwangsführungseinrichtung wie bereits erwähnt eine, vorzugsweise im Wesentlichen hohlzylinderförmige, Abdeckung aufweist.
Die Abdeckung dient insbesondere zum zweckmäßig zumindest abschnittsweisen und/oder außenseitigen Abdecken des Drehteils, der Nut, der Leitungsdurchführung, des bogenförmigen Teilbereichs der Leitungsdurchführung, der Leitungsdurchführung im ersten Teilbereich und/oder der Leitungsdurchführung im zweiten Teilbereich. Die Abdeckung kann z. B. eines oder mehrere der zuvor erwähnten Teile vorzugsweise radial außen ummanteln.
Die Abdeckung ist vorzugsweise abnehmbar ausgebildet.
Die Abdeckung kann z. B. aufklappbar und zuklappbar ausgebildet sein oder z. B. zwei voneinander demontierbare Schalen umfassen.
Die Abdeckung kann vorzugsweise im Wesentlichen koaxial zur Mittelachse der Zwangsführungseinrichtung angeordnet sein und z. B. das Drehteil außenseitig ummanteln.
Es ist möglich, dass die Abdeckung als Teil der Zwangsführungseinrichtung drehbar ist, z. B. gemeinsam mit dem Drehteil und/oder der Nut zweckmäßig drehbar ist.
Die Abdeckung bietet vorteilhaft Schutz gegen äußere Einflüsse, weist eine geringe Verschmutzungsneigung auf und ist einfach zu reinigen.
Reparaturarbeiten und der Tausch von Schläuchen und Kabeln kann, bei zweckmäßig abgenommener Abdeckung, außen leichter erfolgen als bei einer innenliegenden Leitungsführung. Die Abdeckung kann z. B. einen Außenmantel aufweisen, wobei in dem Außenmantel eine Durchlassöffnung ausgebildet sein kann, aus der sich die Leitungsdurchführung zweckmäßig aus der Abdeckung heraus erstreckt. Die Leitungsdurchführung kann sich z. B. im Wesentlichen tangential aus der Abdeckung heraus erstrecken. Alternativ oder ergänzend kann sich die Leitungsdurchführung z. B. im Wesentlichen parallel zu einer orthogonal zur Mittelachse der Zwangsführungseinrichtung erstreckenden Ebene aus der Abdeckung heraus erstrecken.
Die Gelenkvorrichtung kann z. B. eine Applikationsvorrichtung umfassen.
Es ist möglich, dass die Gelenkvorrichtung die Applikationsvorrichtung zweckmäßig mittelbar oder unmittelbar trägt und/oder die Applikationsvorrichtung zweckmäßig mittelbar oder unmittelbar mit der dritten Gelenkstruktur verbunden ist.
Die Applikationsvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Druckkopfeinrichtung, insbesondere mit einer Vielzahl an Düsen zum Ausgeben eines Applikationsmittels (z. B. Lack) auf z. B. ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil (z. B. eine Karosserie und/oder ein Anbauteil hierfür). Alternativ kann die Applikationsvorrichtung aber auch einen anderen Applikator umfassen, z. B. einen Rotationszerstäuber, nur eine einzige Ausgabedüse etc.
Die Druckkopfeinrichtung dient insbesondere zum im Wesentlichen Overspray-freien Beschichten von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen.
Die Gelenkvorrichtung kann z. B. umfassen: die erste Gelenkstruktur, die um die erste Achse drehbar ist, und eine zweite Gelenkstruktur, die um eine zweite Achse drehbar ist, und/oder eine dritte Gelenkstruktur, die um eine dritte Achse drehbar ist.
Die Gelenkvorrichtung kann z. B. eine zusätzliche Leitungsdurchführung aufweisen, die sich (z. B. axial) durch die Zwangsführungseinrichtung, insbesondere das Drehteil und/oder die Abdeckung erstrecken kann. Alternativ oder ergänzend kann die zusätzlich Leitungsdurchführung sich (z. B. axial) durch die erste Gelenkstruktur und/oder (z. B. axial) durch die dritte Gelenkstruktur erstrecken. Es ist möglich, dass die zusätzliche Leitungsdurchführung, z. B. in der ersten Gelenkstruktur und/oder in der dritten Gelenkstruktur, einen Durchlassquerschnitt von vorzugsweise mindestens 40mm bis maximal 90mm aufweist, vorzugsweise von z. B. 70mm +/- 5mm.
Die zusätzliche Leitungsdurchführung kann zusätzlich zur bereits erörterten Leitungsdurchführung zur Verfügung gestellt sein.
Es ist möglich, dass in der zusätzlichen Leitungsdurchführung zumindest eine weitere Leitung verläuft, z. B. zumindest ein Schlauch (z. B. Medienschlauch) und/oder zumindest ein Kabel (z. B. ein Steuerkabel (z. B. ein Datenkabel) und/oder ein Kabel zur insbesondere elektrischen Energieversorgung).
Die zumindest eine weitere Leitung kann vorzugsweise zumindest eine Medienleitung (z. B. einen Medienschlauch) umfassen, zur Applikationsmittel-Versorgung (z. B. Lack-Versorgung) und/oder zur Fluid-Versorgung (z. B. Luft-Versorgung, Druckluft-Versorgung und/oder Spülmittel-Versorgung) der Applikationsvorrichtung und/oder der Druckkopfeinrichtung. Alternativ oder ergänzend kann die zumindest eine weitere Leitung zumindest ein Kabel umfassen, zur z. B. elektrischen Energieversorgung und/oder zur Steuerung der Applikationsvorrichtung und/oder der Druckkopfeinrichtung.
Auch kann die zumindest eine weitere Leitung z. B. zumindest eine Medienrückführleitung (z. B. einen Medienschlauch) zur Rückführung eines Fluids (z. B. Applikationsmittel (z. B. Lack), Luft, Druckluft und/oder Spülmittel) aus der Applikationsvorrichtung und/oder der Druckkopfeinrichtung umfassen.
Das Applikationsmittel ist vorzugsweise ein Lack (z. B. Wasserlack, lösemittelbasierter Lack, Basislack und/oder Klarlack).
Das Applikationsmittel kann aber auch z. B. ein Wachs (z.B. Konservierungswachs), ein Dickstoff, ein Dichtstoff, ein Dämmstoff oder ein Klebstoff umfassen.
Die Gelenkvorrichtung umfasst zweckmäßig einen insbesondere festen Versatz (z. B. einen offset) zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse, sodass die erste Achse und die zweite Achse zweckmäßig fix versetzt zueinander angeordnet sind. Es ist möglich, dass sich die zusätzliche Leitungsdurchführung auch (z. B. axial) durch die zweite Gelenkstruktur erstreckt. Auch die zumindest eine weitere Leitung kann sich vorzugsweise durch die zweite Gelenkstruktur erstrecken.
Die erste Achse und die dritte Achse können sich z. B. in einer gemeinsamen Ebene erstrecken, z. B. auch dann, wenn sie um ihre Achsen gedreht werden. Es ist möglich, dass die zweite Achse die gemeinsame Ebene kreuzt, vorzugsweise im Wesentlichen rechtwinklig kreuzt. Dadurch kann vorteilhaft ermöglicht werden, dass wenn sich die Gelenkstrukturen um ihre Achsen drehen, die zusätzliche Leitungsdurchführung und/oder die zumindest eine weitere Leitung nicht geknickt, sondern gebogen wird (und z. B. auch tordiert wird).
Es ist möglich, dass die erste Gelenkstruktur eine (z. B. kinematisch) eingangsseitige Gelenkstruktur der Gelenkvorrichtung ist und/oder die dritte Gelenkstruktur eine (z. B. kinematisch) ausgangsseitige Gelenkstruktur der Gelenkvorrichtung ist.
Die zweite Gelenkstruktur kann vorzugsweise (z. B. kinematisch) zwischen die erste Gelenkstruktur und die dritte Gelenkstruktur gekoppelt sein.
Es ist möglich, dass die erste Gelenkstruktur ein Getriebe umfasst, vorzugsweise ein Wellgetriebe. Alternativ oder ergänzend kann die zweite Gelenkstruktur ein Getriebe umfassen, vorzugsweise ein Wellgetriebe. Das Wellgetriebe der ersten Gelenkstruktur und/oder der zweiten Gelenkstruktur ist vorzugsweise als untersetzendes Wellgetriebe ausgebildet, um vorteilhaft das erforderliche Drehmoment erzeugen zu können.
Ein Wellgetriebe (z. B. auch bekannt als Spannungswellengetriebe, Gleitkeilgetriebe oder nach der englischen Bezeichnung strain wave gear (SWG)) ist ein Getriebe mit insbesondere einem elastischen Übertragungselement, das sich vorteilhaft durch eine zweckmäßig hohe Über- oder Untersetzung und zweckmäßig hohe Genauigkeit bei insbesondere kleinem Gewicht und insbesondere kleinen Abmessungen auszeichnet.
Ein Getriebe, z. B. Wellgetriebe, im Kontext der Erfindung umfasst z. B. zumindest eines von folgendem: eine im Wesentlichen elliptische Scheibe (z. B. Wave Generator). Die elliptische Scheibe kann z. B. eine zentrische Nabe und/oder ein (zweckmäßig dünnes und/oder elliptisch) verformbares Lager (z. B. Kugel- oder Wälzlager) aufweisen. Die elliptische Scheibe dient vorzugsweise als Antriebselement des Getriebes; und/oder eine verformbare zylindrische Büchse mit Außenverzahnung (z. B. Flexspline). Die Büchse dient insbesondere als Abtriebselement des Getriebes; und/oder einen (zweckmäßig im Wesentlichen starren) zylindrischen Außenring mit Innenverzahnung (z. B. Circular spline). Der Außenring kann vorzugsweise die elliptische Scheibe und die Büchse umgeben; und/oder
Die Außenverzahnung der Büchse weist vorzugsweise zumindest einen Zahn weniger auf als die Innenverzahnung des Außenrings.
Es ist möglich, dass die erste Gelenkstruktur einen Antrieb (z. B. Motor, insbesondere Elektromotor) umfasst, um die erste Gelenkstruktur um die erste Achse zu drehen. Der Antrieb der ersten Gelenkstruktur kann z. B. ohne eigenes Gehäuse und/oder ohne eigene Lagerung an die erste Gelenkstruktur gekoppelt sein. Der Antrieb der ersten Gelenkstruktur kann z. B. als Bausatzmotor ausgebildet sein, der vorzugsweise einen Rotor und einen Stator umfasst. Die erste Gelenkstruktur kann insbesondere ein (z. B. ringförmiges) Gehäuse für ihren Antrieb bilden, wobei z. B. das Gehäuse den Antrieb vorzugsweise ringförmig ummanteln kann. Es ist möglich, dass die erste Gelenkstruktur zur Kühlung ihres Antriebs zweckmäßig außenseitig zumindest einen Kühlkörper (z. B. zumindest eine Kühlrippe oder Kühlrinne etc.) aufweist und/oder mit einer Aktivkühlung (z. B. zur Kühlung mittels Luft, insbesondere Druckluft, oder zur Kühlung mittels einer Kühlflüssigkeit) ausgestattet ist.
Es ist möglich, dass die zweite Gelenkstruktur einen Antrieb (z. B. Motor, insbesondere Elektromotor) umfasst, um die zweite Gelenkstruktur um die zweite Achse zu drehen. Der Antrieb der zweiten Gelenkstruktur kann z. B. ohne eigenes Gehäuse und/oder ohne eigene Lagerung an die zweite Gelenkstruktur gekoppelt sein. Der Antrieb der zweiten Gelenkstruktur kann z. B. als Bausatzmotor ausgebildet sein, der vorzugsweise einen Rotor und einen Stator umfasst. Die zweite Gelenkstruktur kann insbesondere ein (z. B. ringförmiges) Gehäuse für ihren Antrieb bilden, wobei z. B. das Gehäuse den Antrieb vorzugsweise ringförmig ummanteln kann. Es ist möglich, dass die zweite Gelenkstruktur zur Kühlung ihres Antriebs zweckmäßig außenseitig zumindest einen Kühlkörper (z. B. zumindest eine Kühlrippe oder Kühlrinne etc.) aufweist und/oder mit einer Aktivkühlung (z. B. zur Kühlung mittels Luft, insbesondere Druckluft, oder zur Kühlung mittels einer Kühlflüssigkeit) ausgestattet ist. Es ist möglich, dass die dritte Gelenkstruktur einen Antrieb (z. B. Motor, insbesondere Elektromotor) umfasst, um die dritte Gelenkstruktur um die dritte Achse zu drehen. Der Antrieb der dritten Gelenkstruktur kann z. B. ohne eigenes Gehäuse und/oder ohne eigene Lagerung an die dritte Gelenkstruktur gekoppelt sein. Der Antrieb der dritten Gelenkstruktur kann z. B. als Bausatzmotor ausgebildet sein, der vorzugsweise einen Rotor und einen Stator umfasst. Die dritte Gelenkstruktur kann insbesondere ein (z. B. ringförmiges) Gehäuse für ihren Antrieb bilden, wobei z. B. das Gehäuse den Antrieb vorzugsweise ringförmig ummanteln kann. Es ist möglich, dass die dritte Gelenkstruktur zur Kühlung ihres Antriebs zweckmäßig außenseitig zumindest einen Kühlkörper (z. B. zumindest eine Kühlrippe oder Kühlrinne etc.) aufweist und/oder mit einer Aktivkühlung (z. B. zur Kühlung mittels Luft, insbesondere Druckluft, oder zur Kühlung mittels einer Kühlflüssigkeit) ausgestattet ist.
Der Antrieb der dritten Gelenkstruktur kann z. B. einen Direktantrieb umfassen und/oder z. B. getriebelos ausgebildet sein. Der Direktantrieb kann z. B. einen Direkt-Motor, insbesondere Torque- Motor, umfassen. Mit Direktantrieb sind im Kontext der Erfindung z. B. Antriebe umfasst, bei denen das Antriebsteil und das Arbeits- und/oder Abtriebsteil ohne Getriebe zweckmäßig direkt verbunden sind.
Durch den Direktantrieb kann vorteilhaft höchste Präzision ohne Spiel und Hystereseverlust realisiert werden.
Es ist möglich, dass sich die zusätzliche Leitungsdurchführung und vorzugsweise die zumindest eine weitere Leitung durch den Antrieb und/oder das Getriebe der ersten Gelenkstruktur erstreckt. Alternativ oder ergänzend kann sich die zusätzliche Leitungsdurchführung und vorzugsweise die zumindest eine weitere Leitung durch den Antrieb und/oder das Getriebe der dritten Gelenkstruktur erstrecken.
Es ist möglich, dass der Antrieb der ersten Gelenkstruktur eine Motor-Hohlwelle und/oder eine Getriebe-Hohlwelle umfasst, durch die sich die zusätzliche Leitungsdurchführung und z. B. die zumindest eine weitere Leitung erstreckt.
Es ist möglich, dass der Antrieb der dritten Gelenkstruktur eine Motor-Hohlwelle umfasst, durch die sich die zusätzliche Leitungsdurchführung und z. B. die zumindest eine weitere Leitung erstreckt. Die zusätzliche Leitungsdurchführung und z. B. die zumindest eine weitere Leitung erstreckt sich aber am Antrieb und/oder am Getriebe der zweiten Gelenkstruktur vorzugsweise außen vorbei.
Um die Positionen, insbesondere die Drehpositionen, üblicher Gelenkstrukturen zu kennen, werden im Stand der Technik üblicherweise Geber oder Motor-Feedback-Systeme an Motorwellen genutzt, um damit mittelbar die Positionen der Gelenkstrukturen ermitteln zu können. Nachteilhaft hierbei ist allerdings, dass z. B. aufgrund von Spiel, Verschleiß, Hysterese etc. im Antriebsstrang die dadurch ermittelten Positionen des Abtriebs relativ ungenau sein können.
Eine Messung und/oder Detektion insbesondere direkt an der Gelenkstruktur, z. B. der ersten Gelenkstruktur, der zweiten Gelenkstruktur und/oder der dritten Gelenkstruktur, und somit vorzugsweise am Abtrieb ermöglicht eine vorteilhaft sehr hohe Drehpositions-Erfassungsgenauigkeit.
Um die Positionen, insbesondere die Drehpositionen, einer Gelenkstruktur (z. B. der ersten, der zweiten und/oder der dritten Gelenkstruktur) so präzise wie möglich zu kennen, kann im Kontext der Erfindung (z. B. anstelle von Gebern oder Motor-Feedback-Systemen an Motorwellen) eine Messeinrichtung (z. B. optische Messeinrichtung) verwendet werden, mittels der die Drehpositionen der Gelenkstruktur zweckmäßig an der Gelenkstruktur selbst direkt gemessen werden können, so dass z. B. Verschleiß, Spiel und/oder Hysterese im Antriebsstrang zu keiner oder keiner wesentlichen Verschlechterung der Positionserfassung führen. Dadurch ist es z. B. möglich, durch Nachregelung einen äußerst steifen Antriebsstrang der Gelenkvorrichtung zu gewährleisten.
Vorzugsweise kann zur Drehpositionsmessung der ersten Gelenkstruktur, der zweiten Gelenkstruktur und/oder der dritten Gelenkstruktur jeweils z. B. eine abtriebsseitig messende, insbesondere hochauflösende, Messeinrichtung genutzt werden.
Die Gelenkvorrichtung kann z. B. eine (insbesondere optische, zweckmäßig hochauflösende) Messeinrichtung zur (vorzugsweise direkten) Drehpositionsmessung der ersten Gelenkstruktur aufweisen. Die Messeinrichtung kann z. B. ausgebildet sein, um zur Drehpositionsmessung die erste Gelenkstruktur direkt zu detektieren und/oder die erste Gelenkstruktur abtriebsseitig vom Antrieb der ersten Gelenkstruktur zu detektieren, so dass vorteilhaft Verschleiß, Spiel und/oder Hysterese bei der Positionsermittlung unberücksichtigt bleiben.
Es ist möglich, dass die Messeinrichtung zur Drehpositionsmessung der ersten Gelenkstruktur über eine (z. B. im Wesentlichen spielfreie und/oder vorgespannte) Kopplungsstruktur mit der ersten Gelenkstruktur verbunden ist. Die Kopplungsstruktur kann z. B. drehbar sein und/oder miteinander in Eingriff stehende Zähne umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die Kopplungsstruktur z. B. achsparallel oder winklig ausgeführt sein und/oder miteinander in Eingriff stehende konische Zahnräder umfassen. Die Kopplungsstruktur kann z. B. eine Zahnradpaarung oder Kegelradstufe umfassen.
Die Gelenkvorrichtung kann z. B. eine (insbesondere optische, zweckmäßig hochauflösende) Messeinrichtung zur (vorzugsweise direkten) Drehpositionsmessung der zweiten Gelenkstruktur aufweisen. Die Messeinrichtung kann z. B. ausgebildet sein, um zur Drehpositionsmessung die zweite Gelenkstruktur direkt zu detektieren und/oder die zweite Gelenkstruktur abtriebsseitig vom Antrieb der zweiten Gelenkstruktur zu detektieren, so dass vorteilhaft Verschleiß, Spiel und/oder Hysterese bei der Positionsermittlung unberücksichtigt bleiben.
Die Gelenkvorrichtung kann z. B. eine (insbesondere optische, zweckmäßig hochauflösende) Messeinrichtung zur (vorzugsweise direkten) Drehpositionsmessung der dritten Gelenkstruktur aufweisen. Die Messeinrichtung kann z. B. ausgebildet sein, um zur Drehpositionsmessung die dritte Gelenkstruktur direkt zu detektieren und/oder die dritte Gelenkstruktur abtriebsseitig vom Antrieb der dritten Gelenkstruktur zu detektieren, so dass vorteilhaft Verschleiß, Spiel und/oder Hysterese bei der Positionsermittlung unberücksichtigt bleiben.
Es ist möglich, dass die Messeinrichtung zur Drehpositionsmessung der dritten Gelenkstruktur an der zweiten Gelenkstruktur montiert ist und/oder über eine (z. B. im Wesentlichen spielfreie und/oder vorgespannte) Kopplungsstruktur mit der dritten Gelenkstruktur verbunden ist. Die Kopplungsstruktur kann z. B. drehbar sein und/oder miteinander in Eingriff stehende Zähne umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die Kopplungsstruktur z. B. achsparallel oder winklig ausgeführt sein und/oder miteinander in Eingriff stehende konische Zahnräder umfassen. Die Kopplungsstruktur kann z. B. eine Zahnradpaarung oder Kegelradstufe umfassen.
Die Messeinrichtung der ersten Gelenkstruktur, die Messeinrichtung der zweiten Gelenkstruktur und/oder die Messeinrichtung der dritten Gelenkstruktur kann z. B. eine Auflösung mit einer Fehlertoleranz von vorteilhaft 10 arcsec, vorzugsweise 5 arcsec, aufweisen und somit insbesondere hochauflösend sein.
Die Gelenkvorrichtung kann z. B. eine Neutralstellung aufweisen, in der die erste Achse und die dritte Achse im Wesentlichen koaxial ausgerichtet sind. Es ist möglich, dass der Versatz zwischen mindestens 10 mm und maximal 100 mm lang ist, z. B. um bei einer Drehung der zweiten Gelenkstruktur um die zweite Achse die zumindest eine Leitung nicht zu knicken, sondern einen angemessenen Biegeradius zu ermöglichen.
Die zumindest eine Leitung der Leitungsdurchführung kann z. B. zumindest eines von folgendem umfassen: zumindest ein (vorzugsweis als Einzelader ausgebildetes) Kabel zur insbesondere elektrischen Energieversorgung und/oder zur Steuerung des Antriebs der zweiten Gelenkstruktur, zumindest ein (vorzugsweis als Einzelader ausgebildetes) Kabel zur insbesondere elektrischen Energieversorgung und/oder zur Steuerung des Antriebes der dritten Gelenkstruktur, zumindest ein (vorzugsweis als Einzelader ausgebildetes) Kabel zur insbesondere elektrischen Energieversorgung der Messeinrichtung der zweiten Gelenkstruktur, zumindest ein (vorzugsweis als Einzelader ausgebildetes) Kabel zur insbesondere elektrischen Energieversorgung der Messeinrichtung der dritten Gelenkstruktur, zumindest ein (vorzugsweis als Einzelader ausgebildetes) Kabel zur Datenübertragung von der Messeinrichtung der zweiten Gelenkstruktur z. B. an eine Steuereinrichtung, zumindest ein (vorzugsweis als Einzelader ausgebildetes) Kabel zur Datenübertragung von der Messeinrichtung der dritten Gelenkstruktur z. B. an eine Steuereinrichtung, zumindest ein (vorzugsweis als Einzelader ausgebildetes) Kabel zur Energieversorgung und/oder zur Steuerung der Applikationsvorrichtung und/oder zumindest ein (vorzugsweis als Einzelader ausgebildetes) Kabel zur Energieversorgung und/oder zur Steuerung der Druckkopfeinrichtung, zumindest eine Leitung (vorzugsweise ein z. B. als Einzelader ausgebildetes Kabel) zur z. B. elektrischen Energieversorgung einer Bremseneinrichtung zum Bremsen der zweiten Gelenkstruktur, zumindest eine Leitung (vorzugsweise ein z. B. als Einzelader ausgebildetes Kabel) zur z. B. elektrischen Energieversorgung einer Bremseneinrichtung zum Bremsen der dritten Gelenkstruktur, und/oder zumindest eine Medienleitung zur Führung eines Fluids (z. B. des Applikationsmittels, von Luft, z. B. Druckluft, und/oder eines Spülmittels).
Durch die Verwendung einer oder mehrerer Einzeladern in der Leitungsdurchführung kann vorteilhaft der insbesondere dynamische Biegeradius im Vergleich zu einem mehradrigen Kabel erheblich minimiert werden, wodurch eine noch kompaktere Bauweise ermöglicht werden kann. Die zusätzliche Leitungsdurchführung und deren zumindest eine weitere Leitung können hingegen vorzugsweise wie folgt genutzt werden:
Die zumindest eine weitere Leitung der zusätzlichen Leitungsdurchführung kann z. B. zumindest eine Medienleitung zur Applikationsmittel-Versorgung, insbesondere Lack-Versorgung der Applikationsvorrichtung und/oder der Druckkopfeinrichtung umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die zumindest eine weitere Leitung der zusätzlichen Leitungsdurchführung z. B. zumindest eine Medienrückführleitung zum Rückführen eines Fluids (z. B. Applikationsmittel und/oder Spülmittel) aus der Applikationsvorrichtung und/oder der Druckkopfeinrichtung umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die zumindest eine weitere Leitung der zusätzlichen Leitungsdurchführung zumindest ein Kabel zur insbesondere elektrischen Energieversorgung und/oder zur Steuerung der Applikationsvorrichtung und/oder der Druckkopfeinrichtung umfassen.
Die Zwangsführungseinrichtung, das Drehteil und/oder die Abdeckung kann vorzugsweise im Wesentlichen hohlkreiszylinderförmig ausgebildet sein.
Das Drehteil ist vorzugsweise ein geschlitztes Drehteil, z. B. ein geschlitzter Ring oder Zylinder.
Die Gelenkvorrichtung kann z. B. eine zweckmäßig konische (vorteilhaft wiederholgenaue) Buch- sen-Stift-Anordnung zur Masterung und/oder Kalibrierung der Gelenkvorrichtung aufweisen.
Die Erfindung umfasst auch einen Applikationsroboter, vorzugsweise einen Lackierroboter, mit einer Gelenkvorrichtung wie hierin offenbart.
Der Applikationsroboter ist vorzugsweise ein mehrachsiger Gelenkarmroboter, mit z. B. zumindest 4, zumindest 5 oder zumindest 6 Bewegungsachsen.
Es ist möglich, dass die dritte Achse eine Drehgeschwindigkeit von über 1000, 2000, 3000, 4000 oder 5000 % aufweist und/oder eine Torsionssteifigkeit von über 1000, 2000, 3000, 4000 oder 5000 oder sogar über 10000 Nm/arcmin aufweist.
Zu erwähnen ist, dass die Applikationsvorrichtung, die Druckkopfeinrichtung und/oder der Applikationsroboter insbesondere zum Ausgeben eines Applikationsmittels (z. B. Lack) auf ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil dient. Das Applikationsmittel ist vorzugsweise Lack.
Die zusätzliche Leitungsdurchführung kann z. B. einen Schlauch (z. B. Schutz- und/oder Führungsschlauch) oder ein (z. B. abschnittsweise flexibles oder im Wesentlichen starres) Rohr (z. B. Schutz- und/oder Führungsrohr) umfassen, in der optional die zumindest eine weitere Leitung (vorteilhaft geschützt und/oder geführt) verlaufen kann. Der Schlauch oder das Rohr kann vorteilhaft eine Schutzabdeckung und/oder eine Führungsstruktur für die zumindest eine weitere Leitung bilden. Die zusätzliche Leitungsdurchführung kann vorzugsweise ein (z. B. flexibles und/oder formgebendes) Leerrohr bilden.
Zu erwähnen ist, dass die erste Gelenkstruktur, die zweite Gelenkstruktur und die dritte Gelenkstruktur vorzugsweise relativ zueinander drehbar sind.
Es ist möglich, dass ein Auf- und Abwickelbereich für die Leitungsdurchführung im ersten Teilbereich axial durch eine erste Seitenwand und das Drehteil (z. B. eine Stirnseite des Drehteils) begrenzt wird und alternativ oder ergänzend ein Auf- und Abwickelbereich für die Leitungsdurchführung im zweiten Teilbereich axial durch eine zweite Seitenwand und das Drehteil (z. B. eine Stirnseite des Drehteils) begrenzt wird.
Die zweite Seitenwand kann z. B. drehbar sein, insbesondere mit der ersten Gelenkstruktur mitdrehbar sein.
Die erste Seitenwand ist vorzugsweise nicht-drehbar und somit insbesondere nicht mit der Zwangsführungseinrichtung und/oder dem Drehteil mitdrehbar.
Die erste Seitenwand kann z. B. eine vorzugsweise abgeschrägte Anlagefläche für die Leitungsdurchführung aufweisen. Alternativ oder ergänzend kann die zweite Seitenwand z. B. eine vorzugsweise abgeschrägte Anlagefläche für die Leitungsdurchführung aufweisen.
Das Drehteil kann sich z. B. in seiner Umfangsrichtung verjüngen oder verschmälern und/oder auf einer konkaven Seite der Nut schmäler sein als auf einer konvexen Seite der Nut.
Z. B. radial innenseitig kann ein vorzugsweise zylinderförmiges Basisteil vorhanden sein, auf dem die Leitungsdurchführung zweckmäßig aufgewickelt und abgewickelt werden kann. Das Basisteil ist vorzugsweise statisch und somit insbesondere nicht mit der Zwangsführungseinrichtung mitdrehbar. Das Basisteil ist vorzugsweise koaxial zur Mittelachse der Zwangsführungseinrichtung angeordnet.
Das Drehteil ist vorzugsweise zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich und/oder zwischen den Seitenwänden angeordnet.
Die Leitungsdurchführung ist vorzugsweise ein Schlauch oder ein flexibles Rohr. Die Leitungsdurchführung ist vorzugsweise z. B nicht kettenartig ausgebildet und/oder umfasst vorzugsweise keine gelenkig miteinander verknüpften starren Kettenglieder.
Die dritte Gelenkstruktur kann z. B. zumindest abschnittsweise in der zweiten Gelenkstruktur untergebracht sein.
Es ist möglich, dass die erste Gelenkstruktur einen Drehbereich um die erste Achse von über +/- 340° aufweisen kann, z. B. von im Wesentlichen +/- 360° oder von zumindest 360°. Alternativ oder ergänzend kann die dritte Gelenkstruktur einen Drehbereich um die dritte Achse von über +/- 360° oder über +/- 700° oder von im Wesentlichen +/- 720° aufweisen.
Im Kontext der Erfindung können vorteilhaft die Antriebsstränge z. B. so direkt wie möglich gestaltet sein und vorzugsweise nicht miteinander gekoppelt sein. Sie nutzen z. B. in der Verzahnung vorzugsweise spielfreie Wellgetriebe für die erste Gelenkstruktur und/oder die zweite Gelenkstruktur, um zweckmäßig die hierbei notwendigen Abtriebsmomente zu generieren. Die dritte Gelenkstruktur kann aufgrund ihrer oft geringeren Last z. B. ganz auf ein Getriebe verzichten. Hier lässt sich also ein Direktantrieb und/oder Torque-Antrieb realisieren, der vorteilhaft maximale Steifigkeit ohne mechanisches Spiel aufweist.
Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele und Merkmale der Erfindung sind miteinander kombinierbar. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Gelenkvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, Figur 2 zeigt eine andere perspektivische Ansicht der Gelenkvorrichtung,
Figur 3 zeigt eine Ansicht der Gelenkvorrichtung von unten,
Figur 4 zeigt eine Ansicht der Gelenkvorrichtung von oben,
Figur 5 zeigt eine perspektivische Ansicht insbesondere einer Leitungsdurchführung und einer optionalen zusätzlichen Leitungsdurchführung für die Gelenkvorrichtung,
Figur 6 zeigt eine Seitenansicht der Leitungsdurchführung und der zusätzlichen Leitungsdurchführung,
Figur 7 zeigt eine andere Seitenansicht der Leitungsdurchführung und der zusätzlichen Leitungsdurchführung,
Figur 8 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Gelenkvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 9 zeigt eine Seitenansicht der Gelenkvorrichtung,
Figur 10 zeigt eine andere perspektivische Ansicht der Gelenkvorrichtung,
Figur 11 zeigt eine perspektivische Ansicht der Gelenkvorrichtung, insbesondere mit Messeinrichtung zur Messung von Drehpositionen einer zweiten Gelenkstruktur der Gelenkvorrichtung,
Figur 12 zeigt eine perspektivische Ansicht der Gelenkvorrichtung, insbesondere mit Messeinrichtung zur Messung von Drehpositionen einer dritten Gelenkstruktur der Gelenkvorrichtung, und
Figur 13 zeigt eine schematische Ansicht eines Applikationsroboters mit einer Gelenkvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
Figur 14 zeigt ein Beispiel eines schematischen Wellgetriebes. Die unter Bezugnahme auf die Figuren beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung stimmen teilweise überein, wobei ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele verwiesen werden kann, um Wiederholungen zu vermeiden. Zu Darstellungszwecken sind nicht alle Teile in allen Figuren mit Bezugszeichen versehen.
Die Figuren 1 bis 4 zeigen unterschiedliche Ansichten einer Gelenkvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Gelenkvorrichtung 100 ist als Roboterhand (z. B. Roboterhandachse) ausgebildet und dient insbesondere zum Tragen einer (vorzugsweise eine Druckkopfeinrichtung 61 umfassenden) Applikationsvorrichtung 60 und zur Montage an einen Applikationsroboter 200 (Figur 13).
Die Gelenkvorrichtung 100 umfasst eine Kinematik, insbesondere eine erste Gelenkstruktur 10, die um eine erste Achse 11 drehbar ist, und z. B. eine zweite Gelenkstruktur 20, die um eine zweite Achse 21 drehbar ist, und vorzugsweise eine dritte Gelenkstruktur 30, die um eine dritte Achse 31 drehbar ist, welche insbesondere unter Bezugnahme auf die Figuren 8 bis 12 weiter unten näher beschrieben werden.
Die Gelenkvorrichtung 100 umfasst eine Leitungsdurchführung 300, in der eine oder mehrere Leitungen 301 verlaufen können. Die Leitungsdurchführung 300 bildet vorzugsweise ein (z. B. flexibles und/oder formgebendes) Leerrohr.
Die Gelenkvorrichtung 100 umfasst eine ein Drehteil 403 aufweisende Zwangsführungseinrichtung
400 zur Zwangsführung der Leitungsdurchführung 300, wobei das Drehteil 403 um eine Mittelachse
401 der Zwangsführungseinrichtung 400 drehbar ist. Die erste Achse 11 und die Mittelachse 401 sind vorzugsweise im Wesentlichen koaxial ausgerichtet und können somit ein und dieselbe Achse bilden. Die Mittelachse 401 der Zwangsführungseinrichtung 400 entspricht vorzugsweise der Mittelachse des Drehteils 403.
Die Zwangsführungseinrichtung 400 ist zweckmäßig zylinderförmig, insbesondere hohlzylinderförmig ausgebildet und umfasst vorzugsweise eine in Figur 13 schematisch dargestellte hohlzylinderförmige Abdeckung 404. Sowohl das Drehteil 403 als auch die Abdeckung 404 sind vorzugsweise im Wesentlichen hohlkreiszylinderförmig ausgebildet. Die Abdeckung 404 kann z. B. gemeinsam mit der ersten Gelenkstruktur 10 mitdrehbar sein oder nicht drehbar ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass die Abdeckung 404 zwei- oder mehrteilig ausgebildet ist, mit einem ersten nicht drehbaren Teil und einem zweiten drehbaren Teil.
Die Leitungsdurchführung 300 ist mit der ersten Gelenkstruktur 10 zweckmäßig mittelbar oder unmittelbar verbunden, sodass durch Drehung der ersten Gelenkstruktur 10 insbesondere das Drehteil 403 mittels der Leitungsdurchführung 300 angetrieben und relativ zur ersten Gelenkstruktur 10 gedreht werden kann und zwar insbesondere mit im Wesentlichen halber Geschwindigkeit und/oder halber Drehung (z. B. halbem Drehwinkel) relativ zur ersten Gelenkstruktur 10.
Dreht sich die erste Gelenkstruktur 10 z. B. um 180°, dreht sich das Drehteil 403 vorzugsweise um 90°. Dreht sich die erste Gelenkstruktur 10 z. B. um 90°, dreht sich das Drehteil 403 vorzugsweise um 45°. Dreht sich die erste Gelenkstruktur 10 z. B. um 45°, dreht sich das Drehteil 403 vorzugsweise um 22,5°.
Die Gelenkvorrichtung 100 umfasst einen ersten Teilbereich TI und einen zweiten Teilbereich T2, wobei der erste Teilbereich TI und der zweite Teilbereich T2 in Axialrichtung der Zwangsführungseinrichtung 400 voneinander beabstandet sind.
Die Leitungsdurchführung 300 ist ausgebildet, um sich mittels Drehung der ersten Gelenkstruktur 10 im ersten Teilbereich TI spiralförmig aufzuwickeln und im zweiten Teilbereich T2 spiralförmig abzuwickeln und umgekehrt. Mit anderen Worten wickelt sich die Leitungsdurchführung 300 mittels Drehung der ersten Gelenkstruktur 10 im ersten Teilbereich TI auf und im zweiten Teilbereich T2 entsprechend ab, wobei bei einer Drehung der ersten Gelenkstruktur 10 in entgegengesetzte Richtung sich die Leitungsdurchführung 300 im ersten Teilbereich TI abwickelt und im zweiten Teilbereich T2 entsprechend aufwickelt.
Die Leitungsdurchführung 300 kann z. B. ausgebildet sein, um mittels Drehung der ersten Gelenkstruktur 10 zumindest einhalbmal, zumindest einmal, zumindest eineinhalbmal, zumindest zweimal, zumindest zweieinhalbmal, zumindest dreimal oder zumindest dreieinhalbmal spiralförmig aufgewickelt und abgewickelt zu werden. Je nachdem, wie viele Wicklungen bevorratet werden, kann der Bewegungsbereich der Kinematik und insbesondere der ersten Gelenkstruktur 10 vergrößert werden. Die Leitungsdurchführung 300 erstreckt sich im ersten Teilbereich TI und im zweiten Teilbereich T2 gegenläufig spiralförmig um die Mittelachse 401 der Zwangsführungseinrichtung 400.
Das Drehteil 403 umfasst eine Nut 402, in der die Leitungsdurchführung 300 zweckmäßig zwangsgeführt untergebracht ist.
Die Nut 402 ist in dem Drehteil 403 insbesondere bogenförmig ausgebildet, um einen Umlenkbogen zum Umlenken der Leitungsdurchführung 300 zu bilden. Folglich verläuft auch die Leitungsdurchführung 300 mit ihrem Teilbereich 302 in der Nut 402 bogenförmig. Das Drehteil 403 stellt somit ein insbesondere mittels der Nut 402 geschlitztes Drehteil 403 dar.
Der Teilbereich 302 ermöglicht insbesondere eine Kraftübertragung von der Leitungsdurchführung 300 auf das Drehteil 403 in Umfangsrichtung des Drehteils 403, sodass das Drehteil 403 in eine Drehung um die Mittelachse 401 der Zwangsführungseinrichtung 400 versetzt werden kann.
Die Nut 402 ist zwischen dem ersten Teilbereich TI und dem zweiten Teilbereich T2 angeordnet, um die Leitungsdurchführung 300 im ersten Teilbereich TI mit der Leitungsdurchführung 300 im zweiten Teilbereich T2 zu verbinden.
Die Nut 402 ist zweckmäßig zusammen mit dem Drehteil 403 um die Mittelachse 401 drehbar und wird durch ein konvexes Teilsegment und ein gegenüberliegendes konkaves Teilsegment des Drehteils 403 begrenzt.
Die Nut 402 und der Teilbereich 302 können z. B. einen Durchlassquerschnitt mit einer zur Mittelachse 401 im Wesentlichen parallel ausgerichteten zentralen Achse CA aufweisen. Auch können die Nut 402 und der bogenförmige Teilbereich 302 eine Sehne L aufweisen, die im Wesentlichen parallel zur Mittelachse 401 verlaufen kann.
Die Leitungsdurchführung 300 umfasst im ersten Teilbereich TI zumindest eine Wicklung und zweigt von der Wicklung in die Nut 402 seitlich ab. Die Leitungsdurchführung 300 umfasst auch im zweiten Teilbereich T2 zumindest eine Wicklung und zweigt von der Wicklung in die Nut 402 seitlich ab. Ein Auf- und Abwickelbereich für die Leitungsdurchführung 300 im ersten Teilbereich TI kann axial durch eine erste Seitenwand 405 und das Drehteil 403 begrenzt werden, wobei ein Auf- und Abwickelbereich für die Leitungsdurchführung 300 im zweiten Teilbereich T2 axial durch eine zweite Seitenwand 406 und das Drehteil 403 begrenzt werden kann.
Die zweite Seitenwand 406 kann z. B. mit der ersten Gelenkstruktur 10 insbesondere mitdrehbar sein. Die erste Seitenwand 405 ist vorzugsweise nicht-drehbar..
Die erste Seitenwand 405 kann z. B. eine abgeschrägte Anlagefläche für die Leitungsdurchführung 300 aufweisen. Auch die zweite Seitenwand 406 kann z. B. eine abgeschrägte Anlagefläche für die Leitungsdurchführung 300 aufweisen.
Radial innenseitig ist ein vorzugsweise zylinderförmiges Basisteil 407 vorhanden, auf dem die Leitungsdurchführung 300 zweckmäßig aufgewickelt und abgewickelt werden kann. Das Basisteil 407 ist vorzugsweise statisch und somit insbesondere nicht mit der Zwangsführungseinrichtung 400 mitdrehbar.
Das Drehteil 403 kann sich zweckmäßig verjüngen oder verschmälern, z. B. so, dass es auf einer konkaven Seite der Nut 402 schmäler ist als auf einer konvexen Seite der Nut 402.
Das Drehteil 403 und somit auch die Nut 402 ist zweckmäßig axial verschiebbar. Das Drehteil 403 wird insbesondere entlang der Mittelachse 401 hin- und herverschoben, wenn die Leitungsdurchführung 300 auf- und abgewickelt wird.
Das Drehteil 403 kann sich z. B. zu einer ersten Seite verschieben, wenn die Leitungsdurchführung 300 auf der ersten Seite abgerollt und auf der zweiten Seite aufgerollt wird, und umgekehrt.
Die Leitungsdurchführung 300 wird z. B. abschnittsweise durch die Nut 402 verschoben, z. B. abschnittsweise in die Nut 402 hinein und abschnittsweise aus der Nut 402 heraus verschoben, wenn die erste Gelenkvorrichtung 10 und somit das Drehteil 403 zusammen mit der Nut 402 gedreht wird, um ein Aufwickeln der Leitungsdurchführung 300 im ersten Teilbereich TI und Abwickeln der Leitungsdurchführung 300 im zweiten Teilbereich T2 und umgekehrt zu ermöglichen.
Im ersten Teilbereich TI ist die Leitungsdurchführung 300 zweckmäßig an einer ersten Festmachstelle unverschieblich festgemacht (z. B. fixiert). Im zweiten Teilbereich T2 ist die Leitungsdurchführung 300 zweckmäßig an einer zweiten Festmachstelle unverschieblich festgemacht (z. B. fixiert), wobei die zweite Festmachstelle relativ zur ersten Festmachstelle drehbar ist. Die erste Gelenkstruktur 10 ist zweckmäßig mit der zweiten Festmachstelle mittelbar oder unmittelbar verbunden, um die zweite Festmachstelle und somit die Leitungsdurchführung 300 zu drehen.
Wie bereits erwähnt, ist die Leitungsdurchführung 300 mit der ersten Gelenkstruktur 10 verbunden, wobei durch Drehung der ersten Gelenkstruktur 10 insbesondere das Drehteil 403 mittels der Leitungsdurchführung 300 angetrieben und gedreht werden kann und zwar insbesondere mit im Wesentlichen reduzierter (z. B. halber) Geschwindigkeit und/oder reduzierter (z. B. halber) Drehung relativ zur ersten Gelenkstruktur 10.
Das Drehteil 402 dreht sich somit vorzugsweise mit halber Geschwindigkeit und/oder mit halber Drehung oder allgemein mit reduzierter Geschwindigkeit und/oder reduziertem Drehwinkel (z. B. reduzierter Drehung) mit der ersten Gelenkstruktur 10 mit.
Das Verständnis des Funktionsprinzips kann erleichtert werden, wenn man das Flaschenzug-Prinzip als Analogie heranzieht, insbesondere einen Flaschenzug mit einer festen Rolle und einer beweglichen Rolle. Eine Seilstrecke, mit der ein Seil gezogen wird, teilt sich mittels der beweglichen Rolle auf, sodass die bewegliche Rolle nur halb so weit bewegt wird wie die Seilstrecke, mit der das Seil gezogen wird.
Die Zwangsführungseinrichtung 400 umfasst wie schon erwähnt eine zweckmäßig hohlzylinderförmige Abdeckung 404. Die Abdeckung 404 dient vorzugsweise zum außenseitigen Abdecken des Drehteils 403, des Teilbereichs 302, der Leitungsdurchführung 300 im ersten Teilbereich TI und/oder der Leitungsdurchführung 300 im zweiten Teilbereich T2. Die Abdeckung 404 ist koaxial zum Drehteil 403 angeordnet.
Die Abdeckung 404 kann einen Außenmantel aufweisen, wobei in dem Außenmantel eine Durchlassöffnung ausgebildet ist, aus der sich die Leitungsdurchführung 300 heraus erstreckt.
Die Figuren 5 bis 7 zeigen unterschiedliche Ansichten insbesondere der Leitungsdurchführung 300 und einer optionalen zusätzlichen Leitungsdurchführung 40.
In der Leitungsdurchführung 300 verläuft zumindest eine schematisch angedeutete Leitung 301. In der zusätzlichen Leitungsdurchführung 40 verläuft zumindest eine schematisch angedeutete weitere Leitung 41.
Die zumindest eine Leitung 301 der Leitungsdurchführung 300 kann insbesondere zumindest eines von folgendem umfassen: zumindest ein Kabel zur insbesondere elektrischen Energieversorgung und/oder zur Steuerung eines Antriebs der zweiten Gelenkstruktur 20 und/oder eines Antriebes der dritten Gelenkstruktur 30, zumindest ein Kabel zur insbesondere elektrischen Energieversorgung einer Messeinrichtung 22 (Figur 11) zur Drehpositionsmessung der zweiten Gelenkstruktur 20 und/oder einer Messeinrichtung 32 (Figur 12) zur Drehpositionsmessung der dritten Gelenkstruktur 30, zumindest ein Kabel zur Datenübertragung von der Messeinrichtung 22 der zweiten Gelenkstruktur 20 und/oder der Messeinrichtung 32 der dritten Gelenkstruktur 30, zumindest ein Kabel zur insbesondere elektrischen Energieversorgung und/oder zur Steuerung der Applikationsvorrichtung 60 und/oder der Druckkopfeinrichtung 61, und/oder zumindest eine Medienleitung zur Führung eines Fluids (z. B. Applikationsmittel, Spülmittel und/oder Luft, insbesondere Druckluft).
Die zumindest eine Leitung 301 und/oder die Leitungsdurchführung 300 sind vorzugsweise mit einer Verteilerbox 350 verbunden ist, wobei die Verteilerbox 350 an der ersten Gelenkstruktur 10 angebracht sein kann, insbesondere um sich mit der ersten Gelenkstruktur 10 mitzudrehen.
Die zumindest eine weitere Leitung 41 der zusätzlichen Leitungsdurchführung 40 kann insbesondere zumindest eines von folgendem umfassen: zumindest eine Medienleitung zur Applikationsmittel-Versorgung und/oder zur Fluid-Versorgung (z. B. Luft, insbesondere Druckluft, und/oder Spülmittel etc.) der Applikationsvorrichtung 60 und/oder der Druckkopfeinrichtung 61, zumindest eine Medienrückführleitung zur Rückführung eines Fluids aus der Applikationsvorrichtung 60 und/oder der Druckkopfeinrichtung 61, und/oder zumindest ein Kabel zur insbesondere elektrischen Energieversorgung und/oder zur Steuerung der Applikationsvorrichtung 60 und/oder der Druckkopfeinrichtung 61.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass in der Leitungsdurchführung 300 insbesondere Kabel zur Steuerung, zur elektrischen Energieversorgung und optional zur Datenübertragung verlaufen, hingegen in der Leitungsdurchführung 40 insbesondere eine oder mehrere Medienleitungen für Fluide (z. B. Applikationsmittel, Spülmittel und/oder Druckkluft) verlaufen. Dadurch ist vorteilhaft eine Trennung von Kabeln und Medienleitungen möglich.
Die Figuren 8 bis 12 zeigen unterschiedliche Ansichten der bereits zuvor beschriebenen Gelenkvorrichtung 100, wobei die Leitungsdurchführung 300 und die Zwangsführungseinrichtung 400 nicht dargestellt sind.
Die Gelenkvorrichtung 100 umfasst eine erste Gelenkstruktur 10, die um eine erste Achse 11 drehbar ist, eine zweite Gelenkstruktur 20, die um eine zweite Achse 21 drehbar ist, und eine dritte Gelenkstruktur 30, die um eine dritte Achse 31 drehbar ist. Somit sind die erste Gelenkstruktur 10, die zweite Gelenkstruktur 20 und die dritte Gelenkstruktur 30 relativ zueinander drehbar.
Die erste Gelenkstruktur 10 kann vorzugsweise eine kinematisch eingangsseitige Gelenkstruktur der Gelenkvorrichtung 100 sein, wobei die dritte Gelenkstruktur 30 insbesondere eine kinematisch ausgangsseitige Gelenkstruktur der Gelenkvorrichtung 100 sein kann.
Die zweite Gelenkstruktur 20 kann vorzugsweise kinematisch zwischen die erste Gelenkstruktur 10 und die dritte Gelenkstruktur 30 gekoppelt sein und z. B. eine Verbindungskonstruktion der ersten Gelenkstruktur 10 mit der dritten Gelenkstruktur 30 bilden.
Die Gelenkvorrichtung 100 kann eine in Figur 9 nur zum Teil zu sehende Applikationsvorrichtung 60 umfassen, die mittels der Gelenkvorrichtung 100, insbesondere mittels der dritten Gelenkstruktur 30, zweckmäßig mittelbar oder unmittelbar getragen werden kann. Die Applikationsvorrichtung 60 kann insbesondere eine Druckkopfeinrichtung 61 (Figur 13) umfassen, wobei die Druckkopfeinrichtung 61 eine Vielzahl an Düsen zum Ausgeben eines Applikationsmittels (z. B. Lack) auf ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil (z. B. eine Karosserie und/oder ein Anbauteil hierfür) aufweisen kann. Das Applikationsmittel kann z. B. in Form von zusammenhängenden Applikationsmittel-Strahlen und/oder z. B. in Form von Applikationsmittel-Tropfen etc. aus den Düsen ausgegeben werden. Die Druckkopfeinrichtung 61 dient insbesondere zum im Wesentlichen Overspray-freien Beschichten, insbesondere Lackieren.
Die Gelenkvorrichtung 100 kann eine optionale zusätzliche Leitungsdurchführung 40 umfassen, die sich durch die Zwangsführungseinrichtung 400, durch die erste Gelenkstruktur 10 und z. B. durch die dritte Gelenkstruktur 30 erstrecken kann und in der vorzugsweise zumindest eine weitere optionale Leitung 41 z. B. für die Applikationsvorrichtung 60 und/oder für die Druckkopfeinrichtung 61 verlaufen kann.
Die zusätzliche Leitungsdurchführung 40 kann z. B. einen Schlauch oder ein (z. B. abschnittsweise flexibles) Rohr umfassen, in der die zumindest eine weitere Leitung 41 vorzugsweise geschützt und geführt verlaufen kann. Der Schlauch oder das Rohr kann somit eine Schutzabdeckung und/oder eine Führungsstruktur für die zumindest eine weitere Leitung 41 bilden.
Die Gelenkvorrichtung 100 umfasst auch einen festen Versatz 50 zwischen der ersten Achse 11 und der zweiten Achse 21. Der Versatz 50 kann z. B. zwischen mindestens 10 mm und maximal 100 mm lang sein.
Die zumindest eine weitere Leitung 41, die in der zusätzlichen Leitungsdurchführung 40 verläuft, dient vorzugsweise zur Applikationsmittel-Versorgung und somit insbesondere zur Lackversorgung der Druckkopfeinrichtung 61. Die zumindest eine weitere Leitung 41 kann aber auch z. B. zur elektrischen Energieversorgung, zur Steuerung und/oder zur Fluid-Versorgung (z. B. Luft, Druckluft und/oder Spül-/Reinigungsmittel) der Applikationsvorrichtung 60 und/oder der Druckkopfeinrichtung 61 dienen. Die zumindest eine weitere Leitung 41 kann auch z. B. ein Datenkabel umfassen, mittels dessen Daten von und/oder zu der Druckkopfeinrichtung 61 und/oder der Applikationsvorrichtung 60 übertragbar sind.
Die zusätzliche Leitungsdurchführung 40 kann sich vorzugsweise auch durch die zweite Gelenkstruktur 20 erstrecken.
Die erste Achse 11 und die dritte Achse 31 können sich in einer gemeinsamen Ebene erstrecken.
Die zweite Achse 21 kreuzt die gemeinsame Ebene, vorzugsweise im Wesentlichen rechtwinklig.
Figur 9 zeigt die Gelenkvorrichtung 100 in einer Neutralstellung, in der die erste Achse 11 und die dritte Achse 31 im Wesentlichen koaxial ausgerichtet sind.
Um die erste Gelenkstruktur 10 um die erste Achse 11 zu drehen, umfasst die erste Gelenkstruktur 10 einen Antrieb. Der Antrieb umfasst insbesondere einen Antriebsmotor (z. B. Elektromotor) und ist vorzugsweise ohne eigenes Gehäuse und/oder ohne eigene Lagerung an die erste Gelenkstruktur 10 gekoppelt. Der Antrieb der ersten Gelenkstruktur 10 kann somit z. B. als Bausatzmotor ausgebildet sein. Der Antrieb der ersten Gelenkstruktur 10 kann eine Motor-Hohlwelle und z. B. eine Getriebehohlwelle umfassen, durch die sich die zusätzliche Leitungsdurchführung 40 und die zumindest eine weitere Leitung 41 erstrecken kann.
Um die zweite Gelenkstruktur 20 um die zweite Achse 21 zu drehen, umfasst die zweite Gelenkstruktur 20 einen Antrieb. Der Antrieb umfasst insbesondere einen Antriebsmotor (z. B. Elektromotor) und ist vorzugsweise ohne eigenes Gehäuse und/oder ohne eigene Lagerung an die zweite Gelenkstruktur 20 gekoppelt. Der Antrieb der zweiten Gelenkstruktur 20 kann somit z. B. als Bausatzmotor ausgebildet sein. Die zusätzliche Leitungsdurchführung 40 und die zumindest eine weitere Leitung 41 erstreckt sich am Antrieb und/oder am Getriebe der zweiten Gelenkstruktur 20 zweckmäßig außen vorbei.
Um die dritte Gelenkstruktur 30 um die dritte Achse 31 zu drehen, umfasst die dritte Gelenkstruktur 30 einen Antrieb. Der Antrieb umfasst insbesondere einen Antriebsmotor (z. B. Elektromotor) und ist vorzugsweise ohne eigenes Gehäuse und/oder ohne eigene Lagerung an die dritte Gelenkstruktur 30 gekoppelt. Der Antrieb der dritten Gelenkstruktur 30 kann somit z. B. als Bausatzmotor ausgebildet sein. Der Antrieb der dritten Gelenkstruktur 30 kann eine Motor-Hohlwelle umfassen, durch die sich die zusätzliche Leitungsdurchführung 40 und die zumindest eine weitere Leitung 41 erstrecken kann.
Besonders bevorzugt ist also, dass vorzugsweise alle drei Gelenkstrukturen 10, 20 und 30 über Motoren angetrieben werden können, die ohne eigene Gehäuse direkt in die jeweilige Gelenkstruktur 10, 20 und 30 integriert werden können. Dabei können die Gelenkstrukturen 10, 20 und 30 jeweils ein zweckmäßig ringförmiges Gehäuse für ihren Antrieb bilden.
Der Antrieb der dritten Gelenkstruktur 30 kann z. B. einen Direkt-Motor oder einen Torque-Motor umfassen und/oder z. B. getriebelos ausgebildet sein. Mit Direkt-Motor, Torque-Motor und/oder getriebelosem Antrieb sind insbesondere Antriebe umfasst, bei denen das Antriebsteil und das Ar- beits- und/oder Abtriebsteil ohne Getriebe zweckmäßig direkt miteinander verbunden sind.
Die erste Gelenkstruktur 10 kann ein Getriebe umfassen, vorzugsweise ein im Wesentlichen spielfreies Wellgetriebe. Auch die zweite Gelenkstruktur 20 kann ein Getriebe umfassen, vorzugsweise ein im Wesentlichen spielfreies Wellgetriebe. Ein Wellgetriebe (z. B. auch bekannt als Spannungswellengetriebe, Gleitkeilgetriebe oder nach der englischen Bezeichnung strain wave gear (SWG)) ist ein Getriebe mit insbesondere einem elastischen Übertragungselement, das sich vorteilhaft durch eine zweckmäßig hohe Übersetzung und zweckmäßig hohe Steifigkeit auszeichnet.
Ein Wellgetriebe, wie es vorzugsweise für die erste Gelenkstruktur 10 und/oder die zweite Gelenkstruktur 20 verwendet werden kann, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur 14 beschrieben.
Das Wellgetriebe umfasst insbesondere eine elliptische Scheibe 71, eine verformbare im Wesentlichen zylindrische Büchse 72 mit Außenverzahnung und einen im Wesentlichen zylindrischen Außenring 73mit Innenverzahnung.
Die elliptische Scheibe 71 (z. B. Wave Generator) kann z. B. eine zentrische Nabe und ein (zweckmäßig dünnes und/oder elliptisch) verformbares Lager (z. B. Kugel- oder Wälzlager) umfassen. Die elliptische Scheibe 71 dient vorzugsweise als Antriebselement des Getriebes. Die zylindrische Büchse 72 (z. B. Flexspline) dient insbesondere als Abtriebselement des Getriebes. Der Außenring 73 (z. B. Circular spline) kann vorzugsweise die elliptische Scheibe 71 und die Büchse 72 umgeben und/oder ein Gehäuse für die elliptische Scheibe 71 und die Büchse 72 bilden.
Figur 11 zeigt eine perspektivische Ansicht der Gelenkvorrichtung 100, wobei in Figur 11 insbesondere eine Messeinrichtung 22 zu sehen ist.
Die Messeinrichtung 22 dient zur (vorzugsweise direkten) Drehpositionsmessung der zweiten Gelenkstruktur 20, wobei die Messeinrichtung 22 z. B. ausgebildet sein kann, um zur Drehpositionsmessung die zweite Gelenkstruktur 20 direkt zu detektieren und/oder abtriebsseitig vom Antrieb der zweiten Gelenkstruktur 20 zu detektieren (z. B. optisch, mit räumlicher Beabstandung, mit physischem Eingriff, kontaktierend oder kontaktlos etc.). Dadurch kann vorteilhaft ermöglicht werden, dass Verschleiß, Spiel und/oder Hysterese im Antriebsstrang zu keiner oder keiner wesentlichen Verschlechterung der Genauigkeit der Positionserfassung führen.
Figur 12 zeigt eine perspektivische Ansicht der Gelenkvorrichtung 100, wobei in Figur 12 insbesondere eine Messeinrichtung 32 zu sehen ist. Die Messeinrichtung 32 dient zur (vorzugsweise direkten) Drehpositionsmessung der dritten Gelenkstruktur 30, wobei die Messeinrichtung 32 z. B. ausgebildet sein kann, um zur Drehpositionsmessung die dritte Gelenkstruktur 30 direkt zu detektieren und/oder abtriebsseitig vom Antrieb der dritten Gelenkstruktur 30 zu detektieren (z. B. optisch, mit räumlicher Beabstandung, mit physischem Eingriff, kontaktierend oder kontaktlos etc.). Dadurch kann vorteilhaft ermöglicht werden, dass Verschleiß, Spiel und/oder Hysterese im Antriebsstrang zu keiner oder keiner wesentlichen Verschlechterung der Genauigkeit der Positionserfassung führen.
Es ist z. B. wie in Figur 12 zu sehen möglich, dass die Messeinrichtung 32 zur Drehpositionsmessung der dritten Gelenkstruktur 30 z. B. an der zweiten Gelenkstruktur 20 montiert ist und insbesondere über eine vorzugsweise im Wesentlichen spielfreie, vorgespannte Kopplungsstruktur 33, vorzugsweise eine Zahnradpaarung und/oder eine Kegelradstufe, mit der dritten Gelenkstruktur 30 verbunden ist, um so eine direkte und/oder abtriebsseitige Drehpositionsmessung zu ermöglichen. Die Kopplungsstruktur 33 ist vorzugsweise winklig ausgeführt, z. B. als Kegelradstufe, wobei auch achsparallele Kopplungsstrukturen 33 möglich sind. Die Kopplungsstruktur 33 kann insbesondere miteinander in Eingriff stehende (z. B. konische) Zahnräder umfassen.
Eine Drehpositionsmessung der ersten Gelenkstruktur 10 kann auf ähnlich Weise realisiert werden wie bei der zweiten Gelenkstruktur 20 oder der dritten Gelenkstruktur 30.
So kann eine Messeinrichtung zur (vorzugsweise direkten) Drehpositionsmessung der ersten Gelenkstruktur 10 zur Verfügung gestellt werden, wobei die Messeinrichtung z. B. ausgebildet sein kann, um zur Drehpositionsmessung die erste Gelenkstruktur 10 direkt zu detektieren und/oder abtriebsseitig vom Antrieb der ersten Gelenkstruktur 10 zu detektieren (z. B. optisch, mit räumlicher Beabstandung, mit physischem Eingriff, kontaktierend oder kontaktlos etc.). Dadurch kann vorteilhaft ermöglicht werden, dass Verschleiß, Spiel und/oder Hysterese im Antriebsstrang zu keiner oder keiner wesentlichen Verschlechterung der Genauigkeit der Positionserfassung führen.
Es ist möglich, dass die Messeinrichtung zur Drehpositionsmessung der ersten Gelenkstruktur 10 über eine vorzugsweise im Wesentlichen spielfreie, vorgespannte Kopplungsstruktur, vorzugsweise eine Zahnradpaarung und/oder eine Kegelradstufe, mit der ersten Gelenkstruktur 10 verbunden ist, um so eine direkte und/oder abtriebsseitige Drehpositionsmessung zu ermöglichen. Die Kopplungsstruktur ist vorzugsweise achsparallel ausgeführt, z B. mittels miteinander in Eingriff stehenden (z. B. konischen) Zahnrädern, wobei auch winklige Kopplungsstrukturen möglich sind. Die zuvor erörterten Messeinrichtungen können z. B. optische, zweckmäßig hochauflösende Messeinrichtungen sein, insbesondere mit einer Auflösung mit einer Fehlertoleranz von 10 oder 5 arcsec (arcsec = Winkelsekunden). Die Messeinrichtungen sind aber nicht auf optische Messeinrichtungen eingeschränkt, sondern können jedwede andere geeignete Messtechnik umfassen.
Figur 13 zeigt eine schematische Ansicht eines Applikationsroboters 200 mit Gelenkvorrichtung 100.
Der Applikationsroboter 200 ist vorzugsweise ein Lackierroboter und trägt mittels der Gelenkvorrichtung 100 eine Applikationsvorrichtung 60. Die Applikationsvorrichtung 60 umfasst vorzugsweise eine Druckkopfeinrichtung 61 mit einer Vielzahl an Düsen zum Ausgeben des Applikationsmittels (z. B. Lack). Die Applikationsvorrichtung 60 kann allerdings auch einen anderen Applikator als einen Druckkopf umfassen, z. B. einen Zerstäuber oder nur eine Düse etc.
Als wesentliche Vorteil können z. B. genannt werden:
Dezentrale, aber dennoch kompakte Leitungsführung mittels der Leitungsdurchführung 300, insbesondere außen um erste Achse 11,
Kombinationsmöglichkeit mit zentraler Leitungsdurchführung 40, z. B. zur Erhöhung der Kapazität und/oder Trennung von Medienleitungen (z. B. für Applikationsmittel, Luft und/oder Spülmittel) und elektrischen Kabeln,
Realisierung großer Schwenkbereiche bei kurzem, axialen Bauraum,
Verlegung von Einzeladern anstatt einem mehradrigen Kabel für noch kompaktere Bauform,
Mechanischer Schutz sowie Schutz vor Verschmutzung und leichte Reinigung durch die Abdeckung 404, und/oder
Gute Zugänglichkeit für Reparatur- und Wartungsarbeiten (Schlauch- und Kabelwechsel).
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglichen, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Darüber hinaus beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Merkmalen und Ansprüchen. Bezugszeichenliste
10 erste Gelenkstruktur
11 erste Achse
20 zweite Gelenkstruktur
21 zweite Achse
22 Messeinrichtung für zweite Gelenkstruktur
30 dritte Gelenkstruktur
31 dritte Achse
32 Messeinrichtung für dritte Gelenkstruktur
33 Kopplungsstruktur
40 zusätzliche Leitungsdurchführung,
41 zumindest eine weitere Leitung, die insbesondere in der zusätzlichen Leitungsdurchführung verläuft
50 Versatz
60 Applikationsvorrichtung
61 Druckkopfeinrichtung
71 Scheibe
72 Büchse
73 Außenring
51 Seite
52 Seite
100 Gelenkvorrichtung, vorzugsweise Roboterhand
200 Applikationsroboter, vorzugsweise Lackierroboter
300 Leitungsdurchführung
301 zumindest eine Leitung, die vorzugsweise in der Leitungsdurchführung verläuft
302 Teilbereich der Leitungsdurchführung, vorzugsweise bogenförmiger Teilbereich in Nut
350 Verteilerbox
400 Zwangsführungseinrichtung
401 Mittelachse, insbesondere des Drehteils und/oder der Zwangsführungseinrichtung
402 Nut, vorzugsweise bogenförmige Nut
403 Drehteil, vorzugsweise geschlitztes Drehteil
404 Abdeckung, vorzugsweise hohlzylinderförmige und/oder drehbare Abdeckung
405 Seitenwand, vorzugsweise nicht-drehbar
406 Seitenwand, vorzugsweise drehbar 407 Basisteil, vorzugsweise nicht-drehbar
CA zentrale Achse
L Sehne
TI erster Teilbereich T2 zweiter Teilbereich

Claims

36
ANSPRÜCHE
1. Gelenkvorrichtung (100), vorzugsweise Roboterhand (100), vorzugsweise zum Tragen einer insbesondere eine Druckkopfeinrichtung (61) umfassenden Applikationsvorrichtung (60), mit einer ersten Gelenkstruktur (10), die um eine erste Achse (11) drehbar ist, und einer Leitungsdurchführung (300), vorzugsweise in der zumindest eine Leitung (301) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkvorrichtung (100) eine ein Drehteil (403) aufweisende Zwangsführungseinrichtung (400) zur Zwangsführung der Leitungsdurchführung (300) umfasst und das Drehteil (403) um eine Mittelachse (401) der Zwangsführungseinrichtung (400) drehbar ist.
2. Gelenkvorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangsführungseinrichtung (400) eine vorzugsweise hohlzylinderförmige Abdeckung (404) umfasst.
3. Gelenkvorrichtung (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (404) gemeinsam mit der ersten Gelenkstruktur (10) drehbar ist, oder nicht drehbar ist, oder zwei- oder mehrteilig ausgebildet ist, mit einem ersten nicht drehbaren Teil und einem zweiten drehbaren Teil.
4. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Achse (11) der Gelenkstruktur (10) und die Mittelachse (401) der Zwangsführungseinrichtung (400) im Wesentlichen koaxial zueinander ausgerichtet sind.
5. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsdurchführung (300) mit der ersten Gelenkstruktur (10) verbunden ist, um durch Drehung der ersten Gelenkstruktur (10) die Zwangsführungseinrichtung (400) und/oder das Drehteil (403) mittels der Leitungsdurchführung (300) insbesondere anzutreiben und zu drehen. 37
6. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsdurchführung (300) mit der ersten Gelenkstruktur (10) verbunden ist, um durch Drehung der ersten Gelenkstruktur (10) die Zwangsführungseinrichtung (400) und/oder das Drehteil (403) mittels der Leitungsdurchführung (300) mit relativ zur ersten Gelenkstruktur (10) reduzierter Geschwindigkeit und/oder reduziertem Drehwinkel zu drehen, vorzugsweise mit im Wesentlichen halber Geschwindigkeit und/oder mit im Wesentlichen halber Drehung zu drehen.
7. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkvorrichtung (100) einen ersten Teilbereich (TI) und einen zweiten Teilbereich (T2) umfasst und vorzugsweise der erste Teilbereich (TI) und der zweite Teilbereich (T2) in Axialrichtung der Zwangsführungseinrichtung (400) voneinander beabstandet sind.
8. Gelenkvorrichtung (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsdurchführung (300) ausgebildet ist, um durch Drehung der ersten Gelenkstruktur (10) in einer ersten Drehrichtung im ersten Teilbereich (TI) abgewickelt und im zweiten Teilbereich (T2) aufgewickelt zu werden und durch Drehung der ersten Gelenkstruktur (10) in einer zur ersten Drehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung im zweiten Teilbereich (T2) abgewickelt und im ersten Teilbereich (TI) aufgewickelt zu werden.
9. Gelenkvorrichtung (100) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsdurchführung (300) ausgebildet ist, um im ersten Teilbereich (TI) zumindest einhalbmal, zumindest einmal, zumindest eineinhalbmal oder zumindest zweimal, vorzugsweise spiralförmig, aufgewickelt und abgewickelt zu werden, und/oder um im zweiten Teilbereich (T2) zumindest einhalbmal, zumindest einmal, zumindest eineinhalbmal oder zumindest zweimal, vorzugsweise spiralförmig, aufgewickelt und abgewickelt zu werden.
10. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehteil (403) eine Nut (402) aufweist, in der die Leitungsdurchführung (300), vorzugsweise zwangsgeführt, untergebracht ist.
11. Gelenkvorrichtung (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (402) bogenförmig ausgebildet ist und vorzugsweise einen Umlenkbogen zum Umlenken der Leitungsdurchführung (300) bildet.
12. Gelenkvorrichtung (100) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (402) um die Mittelachse (401) der Zwangsführungseinrichtung (400) drehbar ist, und/oder durch ein konvexes Teilsegment und ein gegenüberliegendes konkaves Teilsegment begrenzt wird, und/oder zwischen dem ersten Teilbereich (TI) und dem zweiten Teilbereich (T2) angeordnet ist, insbesondere um die Leitungsdurchführung (300) im ersten Teilbereich (TI) mit der Leitungsdurchführung (300) im zweiten Teilbereich (T2) zu verbinden.
13. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsdurchführung (300) einen in der Nut (402), insbesondere bogenförmig, verlaufenden Teilbereich (302) aufweist, um eine Kraftübertragung von der Leitungsdurchführung (300) auf das Drehteil (403) zu ermöglichen, sodass das Drehteil (403) in eine Drehung um die Mittelachse (401) der Zwangsführungseinrichtung (400) versetzt wird.
14. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsdurchführung (300) abschnittsweise durch die Nut (402) verschiebbar ist, insbesondere wenn die Nut (402) und/oder die erste Gelenkstruktur (10) gedreht wird.
15. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehteil (403) axial verschiebbar ausgebildet ist.
16. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (402) einen Durchlassquerschnitt mit einer zur Mittelachse (401) der Zwangsführungseinrichtung (400) im Wesentlichen parallel ausgerichteten zentralen Achse (CA) aufweist, und/oder eine Sehne (L) aufweist, die im Wesentlichen parallel zur Mittelachse (401) der Zwangsführungseinrichtung (400) verläuft.
17. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsdurchführung (300) sich im ersten Teilbereich (TI) und im zweiten Teilbereich (T2) gegenläufig spiralförmig um die Mittelachse (401) der Zwangsführungseinrichtung (400) erstreckt.
18. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsdurchführung (300) im ersten Teilbereich (TI) an einer ersten Festmachstelle festgemacht ist und im zweiten Teilbereich (T2) an einer zweiten Festmachstelle festgemacht ist und die zweite Festmachstelle relativ zur ersten Festmachstelle drehbar ist.
19. Gelenkvorrichtung (100) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gelenkstruktur (10) mit der zweiten Festmachstelle verbunden ist, um die zweite Festmachstelle zu drehen.
20. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsdurchführung (300) und/oder die zumindest eine Leitung (301) mit einer Verteilerbox (350) verbunden ist und vorzugsweise die Verteilerbox (350) an der ersten Gelenkstruktur (10) angebracht ist, insbesondere um sich mit der ersten Gelenkstruktur (10) mitzudrehen.
21. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (404) ausgebildet ist, um die Nut (402), das Drehteil (403), den bogenförmigen Teilbereich (302) der Leitungsdurchführung (300), die Leitungsdurchführung (300) im ersten Teilbereich (TI) und/oder die Leitungsdurchführung (300) im zweiten Teilbereich (T2) außenseitig abzudecken.
22. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (404) einen Außenmantel aufweist, wobei in dem Außenmantel eine Durchlassöffnung ausgebildet ist, aus der sich die Leitungsdurchführung (300) heraus erstreckt.
23. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (404) abnehmbar ausgebildet ist und/oder koaxial zur Mittelachse (401) der Zwangsführungseinrichtung (400) angeordnet ist.
24. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehteil (403) sich in seiner Umfangsrichtung verjüngt oder verschmälert, und/oder auf einer konkaven Seite der Nut (402) schmäler ist als auf einer konvexen Seite der Nut (402).
25. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auf- und Abwickelbereich für die Leitungsdurchführung (300) im ersten Teilbereich (TI) axial durch eine erste Seitenwand (405) und das Drehteil (403) begrenzt wird und ein Auf- und Abwickelbereich für die Leitungsdurchführung (300) im zweiten Teilbereich (T2) axial durch eine zweite Seitenwand (406) und das Drehteil (403) begrenzt wird.
26. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsdurchführung (300) als Schlauch oder flexibles Rohr ausgebildet ist.
27. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkvorrichtung (100) eine Applikationsvorrichtung (60) aufweist und vorzugsweise die Applikationsvorrichtung (60) eine Druckkopfeinrichtung (61) mit einer Vielzahl an Düsen zum Ausgeben eines Applikationsmittels umfasst.
28. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkvorrichtung (100) ferner umfasst: eine zweite Gelenkstruktur (20), die um eine zweite Achse (21) drehbar ist, und eine dritte Gelenkstruktur (30), die um eine dritte Achse (31) drehbar ist.
29. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkvorrichtung (100) eine zusätzliche Leitungsdurchführung (40) aufweist, vorzugsweise in der zumindest eine weitere Leitung (41) verläuft und die sich insbesondere axial durch das Drehteil (403), die erste Gelenkstruktur (10) und/oder die dritte Gelenkstruktur (30) erstreckt.
30. Gelenkvorrichtung (100) nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass ein Versatz (50) zwischen der ersten Achse (11) und der zweiten Achse (21) ausgebildet ist, sodass die erste Achse (11) und die zweite Achse (21) versetzt zueinander angeordnet sind.
31. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Achse (11) und die dritte Achse (31) sich in einer gemeinsamen Ebene erstrecken und die zweite Achse (21) die gemeinsame Ebene kreuzt, vorzugsweise im Wesentlichen rechtwinklig kreuzt. 41
32. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gelenkstruktur (10) einen Antrieb umfasst, um die erste Gelenkstruktur (10) um die erste Achse (11) zu drehen, und/oder die zweite Gelenkstruktur (20) einen Antrieb umfasst, um die zweite Gelenkstruktur (20) um die zweite Achse (21) zu drehen, und/oder die dritte Gelenkstruktur (30) einen getriebelos und/oder als Direktantrieb ausgebildeten Antrieb umfasst, um die dritte Gelenkstruktur (30) um die dritte Achse (31) zu drehen.
33. Gelenkvorrichtung (100) nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der ersten Gelenkstruktur (10) ohne eigenes Gehäuse und/oder ohne eigene Lagerung an die erste Gelenkstruktur (10) gekoppelt ist, und/oder der Antrieb der zweiten Gelenkstruktur (20) ohne eigenes Gehäuse und/oder ohne eigene Lagerung an die zweite Gelenkstruktur (20) gekoppelt ist, und/oder der Antrieb der dritten Gelenkstruktur (30) ohne eigenes Gehäuse und/oder ohne eigene Lagerung an die dritte Gelenkstruktur (30) gekoppelt ist.
34. Gelenkvorrichtung (100) nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gelenkstruktur (10) ein Gehäuse für ihren Antrieb bildet, und/oder die zweite Gelenkstruktur (20) ein Gehäuse für ihren Antrieb bildet, und/oder die dritte Gelenkstruktur (30) ein Gehäuse für ihren Antrieb bildet.
35. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkvorrichtung (100) eine Messeinrichtung zur Drehpositionsmessung der ersten Gelenkstruktur (10) aufweist, und/oder eine Messeinrichtung (22) zur Drehpositionsmessung der zweiten Gelenkstruktur (20) aufweist, und/oder eine Messeinrichtung (32) zur Drehpositionsmessung der dritten Gelenkstruktur (30) aufweist.
36. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Leitung (301) der Leitungsdurchführung (300) zumindest eines von folgendem umfasst: 42 zumindest ein Kabel zur Energieversorgung und/oder zur Steuerung des Antriebs der zweiten Gelenkstruktur (20) und/oder des Antriebes der dritten Gelenkstruktur (30), zumindest ein Kabel zur Energieversorgung der Messeinrichtung (22) der zweiten Gelenkstruktur (20) und/oder der Messeinrichtung (32) der dritten Gelenkstruktur (30), zumindest ein Kabel zur Datenübertragung von der Messeinrichtung (22) der zweiten Gelenkstruktur (20) und/oder der Messeinrichtung (32) der dritten Gelenkstruktur (30), zumindest eine Leitung zur Energieversorgung einer Bremseneinrichtung zum Bremsen der zweiten Gelenkstruktur (20) und/oder zur Energieversorgung einer Bremseneinrichtung zum Bremsen der dritten Gelenkstruktur (30), und/oder
37 Gelenkvorrichtung (100) nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass eines oder mehrere der Kabel als Einzelader ausgebildet sind.
38. Gelenkvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 29 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine weitere Leitung (41) der zusätzlichen Leitungsdurchführung (40) zumindest eines von folgendem umfasst: zumindest eine Medienleitung zur Applikationsmittel-Versorgung und/oder zur Fluid-Versorgung der Applikationsvorrichtung (60) und/oder der Druckkopfeinrichtung (61), zumindest eine Medienrückführleitung zur Rückführung eines Fluids aus der Applikationsvorrichtung (60) und/oder der Druckkopfeinrichtung (61), und/oder zumindest ein Kabel zur Energieversorgung und/oder zur Steuerung der Applikationsvorrichtung (60) und/oder der Druckkopfeinrichtung (61).
39. Applikationsroboter (200), vorzugsweise Lackierroboter, mit einer Gelenkvorrichtung
(100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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