SE450101B

SE450101B - Three-axis mechanical robot wrist

Info

Publication number: SE450101B
Application number: SE8306085A
Authority: SE
Inventors: L Bergstrom; T Porsander; H Kaufmann
Original assignee: Asea Ab
Priority date: 1983-11-07
Filing date: 1983-11-07
Publication date: 1987-06-09
Also published as: SE8306085D0; SE8306085L

Abstract

The wrist (10) has a bending axis (D-D), and first and second rotary axes (E-E,F-F). The second axis intersects the first. A customary tool fixture is replaced by a unit (14) which supports a casing (17) rotatable around the second turning axis and fitted on a rotatably located ring (16). The casing can be parallel to or coaxial with the ring axis (F-F), and passes through the ring, but can also be placed on one side of the ring and at right-angles to its axis. A drive for the ring comprises a motor with gearing.

Description

15 20 30 450-101 2 åstadkommer den rörformade hylsans rotation kring den andra vridningsaxeln. 450-101 2 causes the tubular sleeve to rotate about the second axis of rotation.

Vidare finns i huset en resolver för indikering av hylsans vinkelläge. Den rörformade hylsan kan, åtminstone på en del av sin längd, vara koaxiell eller parallell med handledens andra vridningsaxel, men den kan också vara anordnad så att hylsans axel korsar eller skär handledens andra vridningsaxel. Hylsan uppbäres lämpligen av en i huset roterbart lagrad ring. Hylsan är i den första I P ovan angivna utföringsformen fästad inuti den nämnda ringen och passerar genom denna. I den andra angivna utföringsformen är den vid sin sida försedd med fästorgan, med vilka den kan förenas med ringen. Alternativt kan ringen vara försedd med fästorgan för hylsan.Furthermore, there is a resolver in the housing for indicating the angular position of the sleeve. The tubular sleeve may, at least in part of its length, be coaxial or parallel to the second axis of rotation of the wrist, but it may also be arranged so that the axis of the sleeve intersects or intersects the second axis of rotation of the wrist. The sleeve is suitably supported by a ring rotatably mounted in the housing. In the first embodiment described above, the sleeve is attached inside the said ring and passes through it. In the second stated embodiment, it is provided next to it with fastening means, with which it can be joined to the ring. Alternatively, the ring may be provided with fasteners for the sleeve.

Drivmotor och kraftöverföring till ringen är lämpligen placerade inuti det nämnda huset. Kraftöverföringen från motorn kan bestå av en cylindrisk kugg- växel och en i serie med denna kopplad vinkelkuggväxel med en med ringen fast förenad kuggkrans och ett med den oylindriska växelns utgående axel förenat kuggdrev. Alternativt kan mellan motorn och ringen enbart användas en vinkelkuggväxel av en typ som medger stort utväxlingsförhållande, t ex en spiroidväxel.Drive motor and power transmission to the ring are suitably located inside the said housing. The power transmission from the engine can consist of a cylindrical gear and a bevel gear connected in series with this with a gear ring connected to the ring and a gear connected to the output shaft of the non-cylindrical gear. Alternatively, between the motor and the ring only an angular gear of a type which allows a large gear ratio can be used, for example a spiroid gear.

Uppfinningen beskrives närmare under hänvisning till bifogade figurer. Fig 1 visar en sidovy av en datorstyrd industrirobot med ett utförande enligt upp- finningen, fig 2 och 3 i perspektivskisser en robotarm med alternativa ut- föranden av handleden, fig N och 5 schematiskt sektioner genom handledens yttersta del och fig 6 en sektion genom handledens yttersta del som A-A i fig U anger. ' I figurerna betecknar 1 en industrirobot med sex axlar, tre i själva roboten och tre i handleden; På fundamentet 2 är en pelare 3 roterbart lagrad kring en axel A-A. I denna pelare är en första arm 4 roterbart lagrad kring en 'axel B. I den första_armens övre del är en andra arm 5 roterbart lagrad kring en axel C. Pelaren manövreras med ett icke visat drivdon, armen U med drivdonet 6 och armen 5 med ett drivdon 7, vars huvuddel döljes av driv- donet 6. På armen 5 är placerade drivdon 8 för drivning av handleden 10.The invention is described in more detail with reference to the accompanying figures. Fig. 1 shows a side view of a computer-controlled industrial robot with an embodiment according to the invention, Figs. 2 and 3 in perspective sketches a robot arm with alternative embodiments of the wrist, Figs. N and 5 schematically sections through the outer part of the wrist and Fig. 6 a section through the wrist outermost part as AA in Fig. U indicates. In the figures, 1 denotes an industrial robot with six axes, three in the robot itself and three in the wrist; On the foundation 2, a pillar 3 is rotatably mounted about an axis A-A. In this pillar a first arm 4 is rotatably mounted about an axis B. In the upper part of the first arm a second arm 5 is rotatably mounted about an axis C. The pillar is operated with a drive (not shown), the arm U with the drive 6 and the arm 5 with an actuator 7, the main part of which is hidden by the actuator 6. On the arm 5 are placed actuators 8 for driving the wrist 10.

Handleden är uppbyggd av en kring böjningsaxeln D-D lagrad del 11, en i denna kring-axeln E-E roterbart lagrad del 12 med ett verktygsfäste 13 och en på fästet 13 anbragt enhet 1H med en i enhetens 1H hus 15 kring axeln F-F roterbart lagrad ring 16. Denna ring uppbär en rörformad hylsa 17, 10 20 450 101 _ som i det visade utföringsexemplet är avsedd för frammatning av svetstråd.The wrist is built up of a part 11 mounted around the bending axis DD, a part 12 rotatably mounted in this circumferential axis EE with a tool holder 13 and a unit 1H arranged on the bracket 13 with a ring 16 rotatably mounted in the housing 1H of the unit 15 around the shaft FF. This ring carries a tubular sleeve 17, which in the embodiment shown is intended for feeding welding wire.

Vidare uppbär ringen 16 ett munstycke 18 för transport av skyddsgas till ett svetsställe. Hylsan 17 kan alternativt vara utformad som munstycke för lim eller dylikt eller uppbära mätorgan. I utförandet enligt fig 3 är hylsan 17 anordnad vinkelrät mot axeln F-F, under det att i utförandet enligt fig 1 och'2 hylsan 17 åtminstone på en del av sin utsträckning är koaxiell med ringen 16 och axeln F-F. Som visas i fig 2 kan hylsan 17 i sin yttre del 17a ^ bilda en vinkel mot axeln F-F, varigenom inriktning av exempelvis en svets- tråd mot ett svetsställe underlättas.Furthermore, the ring 16 carries a nozzle 18 for transporting shielding gas to a welding site. The sleeve 17 may alternatively be designed as a nozzle for glue or the like or support measuring means. In the embodiment according to Fig. 3, the sleeve 17 is arranged perpendicular to the axis F-F, while in the embodiment according to Figs. 1 and 2 the sleeve 17 is at least to a part of its extent coaxial with the ring 16 and the axis F-F. As shown in Fig. 2, the sleeve 17 in its outer part 17a 2 can form an angle to the axis F-F, whereby alignment of, for example, a welding wire towards a welding point is facilitated.

Ringen 16 är lagrad i enhetens 14 hus 15 i två lager 20 och 21 som visas i fig 6. I huset 15 är även drivmotorn 22 för drivning av ringen 16 och den av denna ring 16 uppburna hylsan 17 och munstycket 18 placerad.The ring 16 is mounted in the housing 15 of the unit 14 in two bearings 20 and 21 as shown in Fig. 6. In the housing 15 the drive motor 22 for driving the ring 16 and the sleeve 17 and the nozzle 18 supported by this ring 16 are also placed.

I utförandet enligt fig U finns mellan motorn 22 och ringen 16 en dubbel kuggväxel, som består av en första cylindrisk kuggväxel 23 och en vinkelkugg- växel ZH med en kuggkrans, som är fast förenad med ringen 16, och ett sam- verkande kuggdrev 2Nb, som är fast förenat med den första kuggväxelns 23 utgående axel 25. Denna axel 25 är invid kuggdrevet Züb lagrad i huset 15 i ett lager 26. I huset 15 finns även en resolver 27 för indikering av ringens 16 vinkelläge. Denna resolver kan som visas vara sammanbyggd med växeln 23 medelst en kuggremsväxel 28.In the embodiment according to Fig. U there is between the motor 22 and the ring 16 a double gear, which consists of a first cylindrical gear 23 and an angular gear ZH with a gear ring, which is fixedly connected to the ring 16, and a cooperating gear 2Nb, which is fixedly connected to the output shaft 25 of the first gear 23, this shaft 25 is mounted next to the gear Züb in the housing 15 in a bearing 26. In the housing 15 there is also a resolver 27 for indicating the angular position of the ring 16. This resolver can, as shown, be assembled with the gear 23 by means of a gear belt gear 28.

I utförandet enligt fig'5 finns enbart en vinkelkuggväxel 30 med en kuggring 30a, som är fast förenad med ringen 16 och ett med denna kuggring 30a sam- verkande kuggdrev 30b på motorns axel 31. Denna axel 31 är försedd med ett stödlager 32. Vinkelkuggväxeln bör i detta utförande vara av ett slag som medger ett stort'utväxlingsförhållande, t ex en spiroidväxel. Resolvern 27 är sammankopplad med motorn med en kuggremsväxel 33.In the embodiment according to Fig. 5 there is only one bevel gear 30 with a gear ring 30a, which is fixedly connected to the ring 16 and a gear 30b cooperating with this gear ring 30a on the motor shaft 31. This shaft 31 is provided with a support bearing 32. The bevel gear should in this embodiment be of a type which allows a large gear ratio, for example a spiroid gear. The resolver 27 is connected to the motor with a gear belt gear 33.

Claims

c 450 101, PATENT REQUIREMENTS

A robot with a wrist with a bending axis (DD), a first axis of rotation (EE) and a second axis of rotation (FF) which intersects or intersects the first axis of rotation (EE), characterized in that a tool holder ( 13) on a biaxial wrist supports or is replaced by a unit (ïü) comprising a housing (15) with a tubular sleeve (17) rotatable about the second axis of rotation (FF), a drive motor (22) arranged in the housing, a gear housing (23, 2%) arranged to effect the rotation of the tubular sleeve (17) about the second axis of rotation (FF) and a resolver (27) arranged in the housing (15) for indicating the angular position of the sleeve.

Robot according to Claim 1, characterized in that the tubular sleeve (17) is coaxial or parallel to the second axis of rotation (F-F) at least for a part of its length.

3. A robot according to claim 1, characterized in that the tubular sleeve (17) is arranged so that its axis intersects or intersects the second axis of rotation (F ~ F) of the wrist.

H. Robot according to claim 1, characterized in that the tubular sleeve (17) is supported by a ring (16) mounted in the housing (15).

V Robot according to claim H, characterized in that the gear comprises a bevel gear (ZÄ) with a gear ring (2üa) supported by the ring (16) and a gear (2Ub) cooperating therewith.

Robot according to claim N, characterized in that the gear (23, 2Ä) comprises a first and a second gear part, the second gear part consisting of an angular gear (ZH) with a gear ring supported by the ring (16) ( 2Ha) and a gear (2Hb) cooperating therewith which is connected to the output shaft (25) of the first gear part (23).

7. A robot according to claim 1, characterized in that the tubular sleeve (17) forms or encloses a guide sleeve or nozzle for feeding welding wire, gas, glue or the like.