MX2014013408A - Robot industrial de ejes multiples con herramienta integrada. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un robot industrial que comprende una cadena de elementos del robot (12, 13, 14, 16, 18), articuladas mutuamente entre ellas mismas y que finalizan en una muñeca del robot (20) que transporta una herramienta (100). A través del robot, la cadena de elementos y a través de la muñeca del robot (20) se define un conducto interno continuo, en el cual uno o más cables y/o tubos para el suministro de energía y/o el suministro de fluido a la herramienta (100) son recibidos. Los cables y tubos continúan sin interrupción en un conducto (F1) a través del reborde del robot hasta las conexiones respectivas de la herramienta, por lo que los cables y tubos están distribuidos completamente dentro del robot y dentro de la herramienta, sin necesidad de proporcionar cables y tubos separados de la herramienta conectada a los cables y los tubos del robot en el reborde del robot. En el caso de que la herramienta sea una cabeza de soldadura por puntos eléctrica se distribuye con un transformador eléctrico que tiene sus polos de salida (118, 119) distribuidos respectivamente sobre una pared frontal del cuerpo del transformador y sobre una pared de extremo del cuerpo del transformador, para conexión en los brazos de sujeción de electrodo (103, 104) de la cabeza. De esta manera, el tamaño de la cabeza en la dirección longitudinal la cual avanza desde el reborde del robot hacia los electrodos resultan que es más compacta. La estructura de la cabeza de soldadura está cubierta completamente por una caja 105 (que tiene una abertura trasera) para conexión a la muñeca del robot y una abertura frontal desde la cual los brazos que sujetan los electrodos (103, 104) de la cabeza de soldadura sobresalen.

Description

ROBOT INDUSTRIAL DE EJES MÚLTIPLES CON HERRAMIENTA INTEGRADA CAMPO TECNICO La presente invención se relaciona con un campo de robots industriales de ejes múltiples, del tipo que comprende una estructura de base, una muñeca del robot articulada y una cadena de elementos del robot mutuamente articulados los cuales conectan la estructura de base a la muñeca del robot, en donde la muñeca del robot también termina con un reborde al cual una herramienta se conecta rígidamente que requiere un suministro de energía y/o suministro de fluido, y en donde a través de la cadena de elementos del robot mutuamente articulados y a través de la muñeca del robot, se define un conducto interno continuo en el cual uno o más cables y/o tubos para el suministro de energía y/o suministro de fluido a la herramienta que reciben.

TÉCNICA ANTERIOR Y PROBLEMA TÉCNICO GENERAL Un robot del tipo especificado en lo anterior, se describe e ilustra, por ejemplo, en el documento US 8,006,586 B2 propiedad del mismo solicitante.

En robots del tipo especificado en lo anterior, la disposición de cables y tubos para el suministro de energía y el suministro de fluido a la herramienta transportada por el robot presenta diversos problemas. Por una parte, es necesario preparar sistemas para retener y guiar los cables y tubos que minimizan el riesgo de que puedan interferir o se enreden con cuerpos extraños durante el uso del robot en una línea de producción. Por otra parte, también es necesario guiar y proteger los cables o tubos con el fin de reducir la deformación de doblado y torsión tanto como se pueda, a las cuales se someten durante los movimientos del robot y especialmente de manera que se reduzca el deterioro al cual se someten los cables debido a la exposición a agentes externos agresivos (salpicaduras de soldadura, suciedad, etc.) que se encuentran con f ecuencia en una línea de producción industrial. La exposición de los cables a estos agentes con frecuencia genera un desgaste mayor y prematuro de estos componentes, con el resultado de que la disposición de los cables y tubos debe sustituirse con mayor frecuencia (incluso después de solo uno o dos años a partir del primer uso), en consecuencia se requiere un mayor número de detenciones y una productividad menor del robot. Finalmente, también es importante preparar la disposición de manera tal que la sustitución se puede llevar a cabo de una manera sencilla y rápida.

OBJETIVO DE LA INVENCIÓN El objetivo de la presente invención es resolver todos los problemas anteriores de una manera óptima al crear un robot el cual en general sea más eficiente en su uso y requiere un número mínimo de operaciones de mantenimiento.

SÍNTESIS DE LA INVENCIÓN Con el objetivo de obtener este fin, la invención tiene como su objetivo principal: un robot industrial de ejes múltiples que tiene todas las características, las cuales se han indicado al inicio de la presente descripción caracterizado además por el hecho de que los cables y/o tubos para el suministro de energía y/o fluido a la herramienta continúan sin interrupción en un conducto formado a través del reborde del robot hasta la herramienta, por lo que los cables y/o tubos se distribuyen completamente dentro del robot y dentro de la herramienta, sin la necesidad de tender cables y/o tubos separados para la herramienta conectada a los cables y tubos del robot en correspondencia al reborde, lo cual en realidad se produce en soluciones conocidas.

Una ventaja esencial de la presente invención es que la protección total de los cables y tubos de suministro evita por completo el desgaste prematuro de estos componentes determinado en las soluciones conocidas a partir de la contaminación por agentes externos agresivos (salpicaduras de soldadura, suciedad, etc.) presentes en ambientes industriales. Los experimentos llevados a cabo por el solicitante han permitido predecir que la invención resultará en una ventaja enorme en términos de menos sustituciones de las disposiciones del robot, puesto que la duración promedio de una disposición puede cambiar de un tiempo mínimo de aproximadamente 1.5 a 2 años hasta un tiempo mínimo de aproximadamente 8 a 10 años, casi comparable con la duración del robot. Por lo tanto, la invención permite producir una mejora real en la práctica de uso del robot.

En una modalidad particularmente preferida, la herramienta es una cabeza de soldadura por puntos eléctrica del tipo que comprende una estructura de soporte conectada rígidamente a la muñeca del robot, un par de electrodos de soldadura transportados por los brazos de sujeción de electrodos respectivos, en donde por lo menos uno de los brazos de sujeción de electrodo se monta de manera movible a la estructura de soporte de la cabeza entre una posición abierta y una posición cerrada; la cabeza comprende además un accionador para la activación del brazo movible y un transformador eléctrico para la aplicación de voltaje de soldadura a los electrodos. En esta modalidad preferida, los cables de suministro eléctrico continúan ininterrumpidamente a través del reborde del robot dentro de la estructura de soporte de la cabeza hasta una entrada de conector del transformador eléctrico.

En el caso de la modalidad preferida, la estructura de soporte de la cabeza se fija por tornillos al reborde del robot, preferiblemente con la interposición de una abrazadera intermedia.

En la cabeza de soldadura descrita en lo anterior, el cuerpo del transformador eléctrico presenta una pared trasera orientada hacia el reborde del robot, una pared f ontal opuesta a la pared trasera, dos paredes laterales y dos paredes de extremo. De acuerdo con una característica particularmente preferida adicional, los dos polos de salida del transformador, los cuales se conectan a los dos brazos de sujeción de electrodos están colocados: uno sobre la pared frontal y otro sobre una de las paredes de extremo del cuerpo del transformador. Gracias a esta distribución, las tiras de articulación que conectan los polos de salida del transformador eléctrico al brazo de sujeción de electrodo respectivo se pueden distribuir de acuerdo con configuraciones que garanticen un tamaño más compacto de la cabeza de soldadura, particularmente en la dirección longitudinal de la cabeza, es decir, en una dirección la cual avanza desde el reborde del robot hacia los electrodos.

Por supuesto, una cabeza de soldadura compacta que tiene las características indicadas en lo anterior también se puede utilizar en un robot del tipo tradicional y por este motivo también forma el objetivo, tomado por sí mismo, de una solicitud de patente copendiente para el mismo solicitante.

Debe hacerse notar que, por razones de un mantenimiento más fácil, los tubos para el fluido de suministro a la herramienta aún se pueden proporcionar con una porción de extremo separada, asociada con la herramienta y conectada por medio de acoplamientos rápidos a los tubos correspondientes asociados con el robot.

En este caso, el principio básico de la invención aún se aplica a los cables eléctricos (de energía y/o de señal) asociados con el robot.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LAS FIGURAS La invención se describirá ahora con referencia a las figuras anexas, que se proporcionan únicamente a modo de un ejemplo no limitante, en donde: la figura 1 es una representación esquemática de un robot industrial de ejes múltiples, de acuerdo con la técnica anterior a partir del documento US 8,006,586 B2 del solicitante, la figura 2 es una vista a escala agrandada en una sección de la muñeca del robot de la figura 1, la figura 3 es una vista lateral en elevación, esquemática de una primera modalidad del robot de acuerdo con la invención, la figura 4 es una vista en perspectiva esquemática de una segunda modalidad del robot de la invención, la figura 5 es una vista en perspectiva en una escala agrandada de la cabeza de soldadura utilizada en ambas modalidades de la figura 3 y de la figura 4, la figura 6 es una vista lateral esquemática de la estructura interna de la cabeza de soldadura de la figura 5, la figura 7 es una vista en perspectiva de la estructura interna dé la cabeza de la figura 5, la figura 8 es una vista en perspectiva del transformador eléctrico colocado en la cabeza de soldadura de la figura 5, la figura 9 a la figura 12 son vistas en perspectiva a escala agrandada que ilustran diversos detalles de la estructura interna que se muestra en la figura 6, la figura 13 es una vista en perspectiva de una variante de la cabeza de soldadura la cual se puede utilizar en ambas modalidades, de la figura 3 y de la figura 4, la figura 14 es una vista lateral esquemática de la estructura interna de la cabeza de soldadura de la figura 13, la figura 15 es una vista en perspectiva de la estructura interna de la cabeza de soldadura de la figura 13, la figura 16 es una vista en perspectiva del robot de la figura 3, con la cabeza de soldadura separada, la figura 17 es una vista lateral esquemática adicional, parcialmente en sección, del robot de la figura 3, y la figura 18 es una vista en perspectiva en una escala agrandada de la abrazadera de conexión entre el reborde del robot y la estructura de soporte de la cabeza de soldadura.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA Con referencia a la figura 1 , la modalidad preferida de la presente invención hace uso de un robot similar al robot conocido a partir del documento U.S. 8,006,586 B2, que se muestra en esta figura. No obstante, es claro que las mismas enseñanzas de la presente invención también son aplicables a robots que tengan una configuración diferente.

En el caso del ejemplo que se ilustra en la figura 1, el robot 10 comprende una estructura de base 12 la cual soporta un poste 13 de manera que gira alrededor de un primer eje vertical I. El poste 13 a su vez soporta un brazo vertical 14 de manera que gira alrededor de un segundo eje II, dirigido horizontalmente. El extremo superior del brazo vertical 14 a su vez soporta una estructura 16 que soporta un brazo 18 de manera que gira alrededor de un tercer eje III, dirigido horizontalmente. El brazo 18 está soportado por la estructura 16 alrededor de un cuarto eje IV, el cual coincide con el eje principal del brazo 18. El extremo distal del brazo 18 transporta una muñeca articulada 20 la cual se ilustra a escala agrandada y en sección en la figura 2. Como será evidente en la siguiente descripción, el rasgo principal de la muñeca 20 recibe el derecho de que es una muñeca hueca, adaptada para definir un conducto continuo a través de la misma, en la cual el conjunto de cables de suministro y tubos de la herramienta pueden ser guiados. No obstante, es evidente que las enseñanzas de la presente invención también son aplicables a un robot que tenga cualquier configuración diferente y en particular una muñeca hueca de una configuración diferente a la que aquí se ilustra a modo de ejemplo.

Con referencia a la figura 2, la muñeca 20 comprende un primer cuerpo hueco 22 esencialmente en forma de codo, y que incluye un primero y segundo extremos y una cavidad pasante, dirigida a estos extremos. El primer extremo del primer cuerpo hueco 22 está destinado para ser conectado rígidamente a los tornillos 19 al brazo del robot 18 girable alrededor del eje IV. Además, la muñeca 20 comprende un segundo cuerpo hueco 24 esencialmente en forma de codo y que comprende un primero y un segundo extremo y una cavidad pasante que se dirige a estos extremos. El primer extremo del segundo cuerpo hueco 24 se monta sobre el segundo extremo del primer cuerpo hueco 22, girable alrededor de un eje V inclinado con respecto al primer eje IV. La muñeca 20 finalmente comprende un tercer cuerpo hueco 26 que comprende un primero y un segundo extremos y una cavidad pasante dirigida a estos extremos. El primer extremo del tercer cuerpo hueco se monta sobre el segundo extremo del segundo cuerpo hueco 24, girable alrededor de un eje VI inclinado con respecto al segundo eje V.

Como ya se ha indicado, las cavidades pasantes del primero, segundo y tercer cuerpos huecos 22, 24 y 26 forman un conducto continuo a lo largo de los ejes IV, V, VI, a través de los cuales, los cables y/o tubos se distribuyen para el suministro de energía, el suministro de fluido y el control de la herramienta asociada con el reborde F que se dirige desde tercer cuerpo hueco 26. El conducto tiene una capacidad sustancial para la cual existe la capacidad de recibir un número considerable de cables y/o tubos. Por ejemplo, en el caso de que la herramienta sea una cabeza de soldadura por puntos eléctricos, las líneas de suministro de energía que pasan a través del conducto interno de la muñeca del robot comprenden dos tubos de suministro de fluido refrigerante, dos tubos de retorno del fluido refrigerante, un cable para el control de la señal de un motor impulsor eléctrico de la cabeza, un cable de energía de este motor eléctrico, un cable de enlace común múltiple y tres cables de suministro de energía (o, de manera alternativa, un cordón de energía único con tres alambres) para la soldadura por corriente eléctrica.

Nuevamente, con referencia al ejemplo que se ilustra, los ejes IV y VI están inclinados con respecto al eje V en un ángulo de entre aproximadamente 50° y 70°. Preferiblemente, este ángulo de inclinación es de 60°. Esta selección de inclinación del eje de rotación V, en relación a los ejes IV y VI, permite la obtención de un alcance de trabajo amplio de la muñeca del robot y al mismo tiempo asegura un conducto sencillo y continuo de cables y/o tubos dentro de la muñeca. Como se puede observar, en la condición en donde los ejes IV, V y VI son coplanares, definen una configuración en Z.

Nuevamente, con referencia al ejemplo que se ilustra, en la conexión entre el brazo 18 y el cuerpo hueco 22, se proporciona un alojamiento para un primer grupo de motor de engranaje 27. De acuerdo con el tamaño del primer cuerpo hueco 22 y de su porción cilindrica destinada para ser acoplada al brazo 18 del robot, el alojamiento para el primer motor de engranaje 27 se puede obtener por completo en el primer cuerpo hueco 22 o incluso parcialmente en el brazo 18 del robot, pero siempre de manera tal que el primer motor de engranaje 27 sea incluido sustancialmente dentro de los volúmenes definidos por la geometría del brazo 18 y el primer cuerpo hueco 22, con referencia particular a las dimensiones de la sección de este brazo. En correspondencia al segundo cuerpo hueco 24, se proporciona un alojamiento adicional para un segundo motor de engranaje 29. En particular, como es visible en la figura 2, el cuerpo hueco 24 presenta un alojamiento externo en su pared lateral en el cual se recibe el segundo motor de engranaje 29, orientado esencialmente en paralelo al eje VI. Gracias a la conformación de codo de los cuerpos huecos 22 y 24, el motor de engranaje 29 puede encontrarse separado de las paredes del cuerpo hueco 22 de manera que nunca interfiere con este último, cualquiera que sea la posición angular asumida por el cuerpo hueco 24 con respecto al cuerpo hueco 22. La distribución particular del motor de engranaje 29 descrita en lo anterior permite el mantenimiento de un volumen transversal de la muñeca dentro de un umbral limitado. Además, puesto que el motor de engranaje 29 está inclinado con respecto al eje V en un ángulo igual al ángulo de inclinación del eje VI respecto al eje V, en este caso igual a aproximadamente 60°, cuando se coloca en rotación por el cuerpo hueco 24, las fuerzas de inercia opuestas al movimiento giratorio del motor de engranaje 29 son limitadas.

Entre el primer cuerpo hueco 22 y el segundo cuerpo hueco 24 se coloca un cojinete de rodillo cruzado 33 de tipo conocido que tiene un anillo interior 32 y conectado rígidamente al primer cuerpo hueco 22 mientras que un anillo exterior 34 se conecta rígidamente al segundo cuerpo hueco 24. Un cojinete de rodillo cruzado único 37 también se proporciona entre el segundo cuerpo hueco 24 y el tercer cuerpo hueco 26, con un anillo exterior 36 conectado rígidamente al segundo cuerpo hueco 24 y un anillo interior 38 conectado rígidamente al tercer cuerpo hueco 26.

Cada motor de engranaje 27, 29 comprende un motor 28, 30, un reborde de acoplamiento 31, una caja de engranajes 40 como ya se ha indicado en lo anterior, y un piñón 42, 46. Las cajas de engranaje 40 están caracterizadas por una relación de transmisión alta y preferiblemente son de tipo epicíclico o armónico. Cada caja de engranaje 40 se acopla en uno de sus extremos a su motor relativo 28, 30, a través del reborde de acoplamiento 31. El reborde de acoplamiento se conecta por tornillos 35a al motor 28, 30 y a la caja de engranaje por medio de otros tornillos 35b.

En el otro extremo, la caja de engranaje 40 transporta el piñón 42, 46 para la transmisión de movimiento, el cual ahora es fijo por medio de una pluralidad de tornillos 35c. El primer motor de engranaje 27 comprende el primer motor 28, la caja de engranaje 40 y un piñón de bisel 42 que se fija por tornillos en contacto con una pared inferior 39 del alojamiento respectivo. Entre la pared inferior 39 del alojamiento y el extremo de la caja de engranajes la cual está fija al piñón de bisel 42, se interpone un reborde 41 para fijación y ajuste del espacio libre. Durante el montaje de la muñeca, el espesor del buje 41 se adapta de manera que se obtiene el engranaje correcto del par de engranes de bisel. El piñón de bisel 42 se engrana con los dientes internos del engrane de bisel de anillo 44 y esto, se fija por medio de tornillos (no mostrados) al anillo exterior 34 del cojinete 33, que se conecta rígidamente al segundo cuerpo hueco 24. El segundo motor de engranaje 29 que comprende el segundo motor 30, la caja de engranaje 40 y un piñón cilindrico 46 se inserta en la ranura formada en el segundo cuerpo hueco 24 y se asegura en contacto con una pared inferior 43 del alojamiento por medio de tornillos. El piñón cilindrico 46 se engrana con una rueda cilindrica en forma de anillo 48 la cual se fija al anillo interior 38 del cojinete 37.

El movimiento de rotación desde el motor 28 se transforma a través de la caja de engranaje 40 y se transfiere al piñón de bisel 42 el cual hace girar el engrane de bisel de anillo 44 conectado rígidamente al anillo exterior 34 del cojinete 33, a su vez fijado al segundo cuerpo hueco 24. De esta manera se lleva a cabo la rotación del segundo cuerpo hueco 24 alrededor del eje V. Cuando el segundo motor 30 se activa, la rotación se transfiere a través de la caja de engranajes 40 al piñón cilindrico 46. El piñón cilindrico 46 se engrana con la rueda cilindrica 48 la cual está conectada rígidamente al anillo interior 38 y el tercer cuerpo hueco 26. De esta manera, la rotación del tercer cuerpo hueco 26 alrededor del eje VI se lleva a cabo.

La cavidad interna de la muñeca permite el paso de cables de suministro y/o conductos C de la cabeza de soldadura destinados para estar asociados con el reborde F. Estos cables y/o conductos C se asocian con un buje 47.

Como se indica en lo anterior, la configuración de muñeca hueca conocida también se utiliza en la modalidad preferida del robot de acuerdo con la invención, entendiéndose, no obstante, que las enseñanzas de la invención también son aplicables a robots con configuraciones diferentes.

La figura 3 de las figuras anexas muestra una primera modalidad del robot de acuerdo con la invención. En esta figura, las partes comunes a aquellas de la figura 1 se designan con los mismos números de referencia.

La figura 3 muestra una modalidad en la cual el robot tiene una herramienta integrada que consiste de una cabeza de soldadura de puntos eléctrica del tipo en la cual uno de los dos brazos de sujeción de electrodos está fijo, mientras que el otro brazo se monta de manera oscilante. En lugar de esta cabeza de soldadura con un brazo oscilante, no obstante, es posible proporcionar una cabeza de soldadura del tipo ilustrado en la figura 13 y en la figura 17, en la cual uno de los brazos de sujeción de electrodo está fijo y el otro brazo es deslizable linealmente o con otra topología de herramienta.

La figura 17 de los dibujos anexos, los cuales muestran una sección esquemática del robot, es particularmente útil para ilustrar un rasgo fundamental de la presente invención. En esta figura, la cabeza de soldadura es del tipo con un brazo movible linealmente, pero es evidente que lo que aquí se establece se aplica a ambos tipos de cabezas.

Como se observa en la figura 17, el robot de acuerdo con la invención y el robot conocido de la figura 1, tienen en común el hecho de que a través de la totalidad de la cadena de los elementos del robot y a través de la muñeca del robot, se define un conducto interno continuo en el cual el conjunto C de cables y tubos de suministro se recibe. En la figura 17, se ilustra el caso en el cual la totalidad de los cables y tubos están contenidos dentro de una vaina flexible única, pero por supuesto esta característica no es esencial y el conjunto de cables y tubos simplemente se pueden proporcionar a lo largo de su extensión de una pluralidad de abrazaderas de apriete.

En el caso de robots conocidos y también en el caso específico del robot conocido que se ilustra en la figura 1 y en la figura 2, el conjunto de cables de suministro y tubos se interrumpe en correspondencia al reborde de conexión F de la herramienta asociada con el robot. Típicamente, el reborde se proporciona con una pluralidad de acoplamientos para la conexión de cables y tubos distribuidos en el robot con cables y/o tubos separados que se asocian con la cabeza de soldadura montada en el robot.

En contraste con esta distribución, en el robot de acuerdo con la invención no se proporciona sustitución rápida de la herramienta transportada por el robot y la herramienta (en este ejemplo específico, la cabeza de soldadura) no se proporciona con cables y tubos separados que estén conectados a los cables y tubos del robot cuando la herramienta se monta sobre el reborde del robot. Como se muestra claramente en la figura 16 y en la figura 17, en el caso del robot de acuerdo con la invención, los cables y tubos que pasan a través de toda la extensión del robot y la muñeca del robot hueca continúa, sin interrupción, en un conducto F formado a través del reborde F (véase también figura 16) hasta un conector de entrada que se proporciona en el transformador eléctrico T colocado dentro de la estructura de la cabeza de soldadura.

La cabeza de soldadura por lo tanto se integra complementa en el robot de manera que, juntos, del robot y la cabeza de soldadura constituyen una "máquina de soldadura única sin distinción a ninguna entre la parte del robot y la parte de herramienta y sin posibilidad alguna de sustitución rápida de la herramienta. Esta solución, en comparación con la solución conocida del documento US 8,006,586 B2, tiene la ventaja de no proporcionar conector alguno de conexión entre cables y tubos del robot y cables y tubos separados distribuidos dentro de la cabeza de soldadura y por lo tanto, no implica el inconveniente de una solución conocida, en donde los cables y tubos asociados con la cabeza, los cuales se extienden desde el reborde del robo hacia la cabeza, quedan expuestos por lo menos parcialmente en el exterior.

Como es visible en las figuras anexas y como se ilustrará con detalle adicional en lo siguiente, esta ventaja se incrementa adicionalmente al proporcionar una cubierta exterior para la cabeza de soldadura que forma una prolongación del cuerpo del robot y que oculta por completo la pista de cables y tubos la cual se extiende más allá del reborde del robot.

En la figura 3, el número 100 indica la cabeza de soldadura en su totalidad, que está comprendida de dos electrodos 101 y 102, transportados por los brazos de sujeción de electrodo respectivos, 103 y 104. La estructura interna de la cabeza está oculta por la caja 105 que tiene una abertura trasera para conexión a la muñeca del robot y una abertura frontal desde la cual sobresalen los brazos de electrodos 103 y 104 de la cabeza de soldadura.

La figura 4 muestra una segunda modalidad de la invención en la cual el robot 10 tiene una estructura esencialmente idéntica a la del robot de la figura 3, pero está montado en una posición invertida, con la estructura de base 12 fija a un "techo" 13 (un armazón superior) de una planta industrial.

La figura 5 muestra una vista en perspectiva a una escala agrandada de la cabeza de soldadura 100 en la cual es claramente visible que la caja 105 está constituida por dos semicubiertas 105a y 105b acopladas juntas e inmovilizadas por la varilla de unión e inmovilización 106. La figura 5 también muestra la pared trasera 107 de un reborde de conexión 108, que se observa mejor en la figura 18, que sirve para conectar el reborde F de la muñeca del robot a la estructura de soporte de la cabeza de soldadura. Como se muestra en la figura 18, la abrazadera 108 incluye una pared trasera 107 y dos aletas 109 las cuales están en paralelo y separadas, proyectándose ortogonalmente desde la pared trasera 107.

Con referencia a la figura 6 y a la figura 7, la cabeza de soldadura 100 comprende una estructura de soporte 110 que incluye dos placas de acero 111 las cuales son paralelas y están separadas, conectadas rígidamente entre sí. La estructura del brazo de sujeción de electrodo 104 está conectada rígidamente por tornillos a un par de abrazaderas 112 (figura 7) fija a las superficies interiores de las dos placas 111. La estructura del brazo de sujeción de electrodo 103 en vez de esto está conectada a un brazo oscilante 113 el cual está montado de manera articulada entre las dos placas 111 alrededor de un eje de oscilación 114 y las cuales están controladas por el vástago 115 de un accionador electromecánico 116, el cual también está soportado por las dos placas 111. El accionador 116 en sí mismo es de un tipo conocido, que comprende un motor eléctrico, una caja de engranajes y una tuerca colocada en rotación por el motor eléctrico por medio de la caja de engranaje. La rotación de la tuerca provoca un movimiento lineal de un tornillo que está atornillado en el mismo, este tornillo está conectado al vástago 115.

Los componentes del accionador 116 no se ilustran en la presente debido a que, como se ha dicho, este accionador es materializable de acuerdo con cualquier configuración conocida y debido a la eliminación de estos detalles de los dibujos lo vuelve más sencillo y fácil de entender.

La corriente eléctrica para la soldadura es transportada a través de los electrodos 101 y 102 al pasarlos a través de la estructura de los brazos 103 y 104, que consiste de aluminio y que tiene una configuración de prisma hueco, con paredes laterales que soportan los orificios aligeradores 117. El cuerpo de los brazos 103, 104 se conecta eléctricamente a dos polos de salida 118, 119 de un transformador eléctrico T colocado entre las dos placas 111 de la estructura de soporte de la cabeza de soldadura.

Con referencia también a la figura 8, el cuerpo del transformador T tiene una pared trasera 120 orientada hacia el reborde del robot, una pared frontal 121 opuesta al mismo, dos paredes laterales 122 y paredes de extremo 123 y 124 (respectivamente, superior e inferior en la orientación que se ilustra).

De acuerdo con un rasgo importante adicional de la invención, el cual permite la retransmisión de lo compacto particular de la cabeza de soldadura, los dos polos de salida 118 y 119 del transformador T están distribuidos en paredes diferentes del cuerpo del transformador. De manera más precisa, el polo 118 se proporciona sobre la pared frontal 121 mientras que el polo 119 se proporciona sobre la pared de extremo inferior 124. Los polos 118 y 119 también están conectados eléctricamente a la estructura de los brazos respectivos 103, 104 por medio de una tira deformable elásticamente 125 que presenta una configuración general en U (figura 6) y una tira 126, también deformable elásticamente que tiene una configuración general en S. La distribución de uno de los dos polos de salida del transformador T (específicamente, el polo 119), sobre la pared inferior 124 del transformador T permite la reducción de la distancia en la dirección horizontal de la figura 6 entre el transformador T y los brazos de sujeción del electrodo 103, 104. El tamaño de la cabeza por lo tanto se reduce particularmente en su dirección longitudinal, es decir, en una dirección que avanza desde el reborde del robot hacia los electrodos de soldadura 101, 102.

Ambos, el transformador T y los electrodos de soldadura 101 y 102 requieren fluido de ref igeración. Por lo tanto, en el conjunto de cables y tubos los cuales se extienden sobrepasando el reborde del robot (véase la figura 16) se incluye por lo menos un tubo de suministro de fluido refrigerante, junto con por lo menos un tubo de retorno de fluido refrigerante. Con referencia a la figura 8, la figura 9 y la figura 10, el tubo de suministro del fluido de refrigerante envía el fluido de refrigerante sobre todo al circuito de enfriamiento (no mostrado) proporcionado dentro del transformador T. Desde el circuito de enfriamiento interno al transformador T, el fluido refrigerante fluye a través de dos conductos, 127a y 127b, formados, respectivamente en los cuerpos cilindricos que constituyen los polos de salida 118 y 119 del transformador T. El conducto 127a sobresale radialmente del cuerpo 118 mientras que el conducto 127b coaxialmente, en el extremo del cuerpo de terminal 119. En el extremo de salida de los conductos 127a y 127b, se colocan los acoplamientos de conexión (no mostrados) para los tubos de conexión, los cuales dirigen el fluido refrigerante al brazo 103 y al electrodo 101 y al brazo 104 y al electrodo 102, respectivamente. En particular (véase la figura 6) el electrodo 101 recibe el fluido ref igerante a través de un tubo flexible 128 colocado a través de la cavidad interna del brazo 103, el fluido refrigerante calentado por el electrodo 101 después es transportado en otro tubo flexible 129, también colocado en la cavidad interna del brazo 103.

Los extremos proximales de los tubos 128 y 129 están conectados por medio de conectores 130 (véase la figura 6 y la figura 41). Uno de los dos conectores 130 está conectado por el tubo flexible al conector colocado en el extremo de salida del tracto 127a (figura 9) mientras que el otro conector 130 está conectado a un tubo flexible (no mostrado) el cual regresa al interior del robot, sin pasar a través del transformador T. Este tractor transporta el fluido de retorno de refrigerante del electrodo 101 al robot. Incluso dentro del brazo 104 existen dos tubos flexibles 131 y 132 proporcionados para enviar el fluido refrigerante al electrodo 102 y para el retorno del fluido refrigerante que ha enfriado al electrodo 102. Los dos tubos flexibles están indicados con 131 y 132 y están conectados a dos conectores 133 (figura 6 y figura 12). Uno de los dos conectores 133 está conectado a través de un tubo flexible (no mostrado) al conector, distribuido en el extremo de salida del tractor 127b (figura 10) mientras que el otro conector 133 está conectado a un tubo flexible el cual se regresa directamente al interior del robot.

La figura 8 de las figuras anexas también muestra que en la pared trasera 120 del transformador T se proporciona un conector eléctrico de tres polos DI, para la conexión de los cables de energía, en donde los tres polos están alineados en una dirección paralela a la dirección transversal de la cabeza (es decir, la dirección ortogonal al plano general de los dos brazos). En la pared 120 también se conecta un conector eléctrico D2 para los cables de señal eléctrica.

La figura 13 de los dibujos anexos es una vista en perspectiva que ilustra una variante de la figura 5 que corresponde a la versión con el brazo deslizable de la cabeza de soldadura. En esta figura, las partes comunes a aquellas de la figura 5 se designan por lo mismos números de referencia. También en este caso, la estructura de la cabeza de soldadura 100 está cubierta por completo por una caja 105 que consiste de dos semicubiertas 105a, 105b que se unen por el medio de conexión de varilla de unión 106. La estructura de soporte de la cabeza de soldadura de la figura 13 es visible en la figura 14 y en la figura 15. Es esencialmente similar a la de la versión ya descrita antes excepto que en este caso el brazo fijo 104 tiene una configuración de codo de modo tal que el electrodo 102 está colocado sobre el eje del accionador 116.

El otro brazo 103 está constituido de un vástago guiado de modo deslizable en una guía prismática 200 transportada en los extremos por dos placas 201 fijas a las placas 111 de la estructura de cabeza. El vástago 103 está conectado en su extremo al vástago del accionador 116 de manera que es desplazable linealmente a lo largo del eje del accionador 116 entre una posición abierta, en la cual los electrodos 101 y 102 están separados, y una posición cerrada en la cual estos electrodos están en contacto entre sí. La distribución del transformador T es idéntica a la descrita en lo anterior con los polos de salida del transformador T colocados sobre la pared frontal y sobre la pared inferior del transformador. En este caso, la tira deformable elásticamente 125 tiene una configuración en forma de U orientada horizontalmente (figura 14) en vez de verticalmente, como en el caso de la versión de la figura 16 y está conectada directamente al vástago que constituye el brazo 103. También en este caso, por supuesto se proporciona un circuito de enfriamiento de los electrodos, análogo al descrito en lo anterior con referencia a la figura 6, el cual en la figura 14 no se muestra para una mayor simplificación del dibujo. La figura 16 muestra el robot de acuerdo con la invención con la cabeza de soldadura desensamblada y resaltada, como en el robot de acuerdo con la invención, el conjunto de cables y tubos C que provienen a través de una abertura central Fl del reborde F del robot y que continúan directamente hacia arriba, a los acoplamientos de conexión R que se conectan directamente con los conectores eléctricos y los acoplamientos hidráulicos proporcionados dentro de la cabeza de soldadura. El conjunto C de esta manera proviene de la base del robot hacia el interior del equipo de la cabeza de soldadura, permaneciendo completamente oculto dentro de la estructura del robot y dentro de la caja 105 de la cabeza de soldadura 100 sin ninguna parte expuesta, incluso en el tramo final entre el reborde F del robot y el equipo dentro de la cabeza de soldadura y sin interrupción alguna o conexión de cables o tubos en el reborde F del robot.

Esta distribución también es claramente visible, como ya se ha descrito en lo anterior, en la figura 17, a la cual se hace referencia a modo de ejemplo con el caso de la cabeza de soldadura del tipo de electrodo deslizable, entendiéndose que también es aplicable inmediatamente al caso de una cabeza de soldadura sin brazo oscilante o a otra herramienta.

Por supuesto, sin prejuicio para el principio de la invención, los detalles de construcción y las modalidades pueden variar ampliamente con respecto a las descritas e ilustradas únicamente a modo de ejemplo, sin por esto apartarse del alcance de la presente invención.

En particular, los principios básicos de la invención también son aplicables a un robot equipado con una herramienta de cualquier otro tipo, no necesariamente una cabeza de soldadura por puntos eléctrica. Por ejemplo, esta herramienta puede ser un sujetador, el cual se puede utilizar para tomar, soportar y/o mover y depositar componentes en una planta industrial.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Un robot industrial de ejes múltiples, que comprende: una estructura de base, una muñeca del robot articulada, y una cadena de elementos del robot articulados mutuamente que conectan la estructura de base con la muñeca del robot, en donde la muñeca del robot termina con un reborde al cual se conecta rígidamente una herramienta que requiere un suministro de energía y/o un suministro de fluido, en donde, a través de la cadena de elementos del robot articulados mutuamente y a través de la muñeca del robot se define un conducto interno continuo en el cual uno o más cables y/o tubos de suministro de energía y/o el suministro de fluido a la herramienta que reciben, caracterizado porque los cables y/o tubos continúan sin interrupción en un conducto formado a través del reborde y hasta la herramienta, por lo que los cables y/o tubos están distribuidos por completo dentro del robot y dentro de la herramienta, sin necesidad de proporcionar cables o tubos separados para la herramienta conectada a los cables y los tubos del robot en correspondencia al reborde.

2. El robot de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la herramienta es una cabeza de soldadura de puntos eléctrica.

3. El robot de conformidad con la reivindicación 2, en el que la cabeza de soldadura comprende una estructura de soporte conectada rígidamente a la muñeca del robot y un par de electrodos de soldadura transportados por brazos de sujeción de electrodos respectivos, en donde por lo menos uno de los brazos de sujeción de electrodos se monta de manera movible sobre la estructura de soporte de la cabeza entre una posición abierta y una posición cerrada, la cabeza comprende además un accionador para impulsar el brazo movible y un transformador eléctrico para la aplicación del voltaje eléctrico de soldadura a los electrodos, caracterizado porque los cables de suministro eléctrico continúan ininterrumpidamente a través del reborde del robot dentro de la estructura hasta una entrada de conector del transformador.

4. El robot de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la estructura de soporte de la cabeza se fija por tornillos al reborde del robot.

5. El robot de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la estructura de soporte de la cabeza se fija al reborde del robot a través de la interposición de una abrazadera intermedia atornillada sobre un lado del reborde y en el otro lado de la estructura de soporte del robot.

6. El robot de conformidad con la reivindicación 3, en donde el cuerpo del transformador eléctrico presenta una pared trasera orientada hacia el reborde del robot, una pared frontal opuesta al mismo, dos paredes laterales y dos paredes de extremo, caracterizado porque los dos polos de salida del transformador, conectados eléctricamente a los dos brazos de sujeción de electrodo, están distribuidos como sigue: uno en la pared frontal y el otro en una pared de extremo del cuerpo del transformador.

7. El robot de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la estructura de la cabeza de soldadura está cubierta completamente por una caja que consiste de dos semicubiertas laterales de material plástico acopladas entre sí y que tienen paredes principales paralelas al plano general de los dos brazos que sujetan al electrodo, la caja tiene una abertura trasera para la conexión de la estructura de soporte de la cabeza de soldadura al reborde del robot y una abertura frontal desde la cual sobresalen los dos brazos de sujeción de electrodo de la cabeza de soldadura.

8. El robot de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la cabeza de soldadura se proporciona con conectores eléctricos y conectores de fluido para conexión directa de cables de suministro y tubos que pertenecen al robot y que carece de sus cables y/o tubos propios destinados para ser conectados a cables y/o tubos del robot.

9. El robot de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la herramienta es un sujetador.