用于焊接的工業(yè)機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種工業(yè)機器人(1)，具有：搖臂(109)；臂部(110)，其圍繞第一轉動軸(A3)可擺動地支承在搖臂上并具有第二轉動軸(A4)，通過該第二轉動軸可使臂部的前部相對于臂部的后部轉動，其中，臂部具有用于配置管線(124)的出口(126)；和手部(115)，其圍繞第三轉動軸(A5)可擺動地支承在臂部上，手部具有用于配置管線(124)的入口(130)。為了縮小工業(yè)機器人(1)的干擾輪廓，位于出口(126)和第三轉動軸(A5)之間的臂部(110)的第一側邊長度(L1)與位于第三轉動軸(A5)和入口(130)之間的手部(115)的第二側邊長度(L2)的長度比在1.0和2.0之間。
【專利說明】用于焊接的工業(yè)機器人
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于焊接用途的工業(yè)機器人。
【背景技術】
[0002]在現(xiàn)有技術中的缺點在于，配置管線會超出臂部和手部的輪廓。這導致機器人的干擾輪廓擴大。干擾輪廓是指在確定機器人在小工作室中的移動性時需要加以考慮的機器人及其附件的輪廓。因此在現(xiàn)有技術中，不僅須將機器人在小工作室中設置為，使機器人本身在其周圍環(huán)境中不會碰觸到障礙物，而且也必須同時考慮到例如配置管線的移動，因為機器人盡管可以暢通無阻地經(jīng)過障礙物，但是仍然存在下述風險:超出機器人的本體輪廓向外突出的配置管線會掛住障礙物。因此總的來說，機器人的工作范圍會受到超出機器人的輪廓向外突出的配置管線的限制。
[0003]現(xiàn)有技術中的另一個問題在于，當機器人手部以非常大的角度擺動時，配置管線可能會像鞭打一樣地從凹陷的地點突然改換到凸出的地點。這不利于配置管線的壽命，并使得對機器人干擾輪廓的可計算性并因此清楚地確定工作范圍變得困難。此外不再確保能夠均勻地供應焊絲。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種這種類型的工業(yè)機器人，其干擾輪廓被縮小。特別是將這種工業(yè)機器人設計為，可以在極少彎曲的條件下在機器人上實現(xiàn)低干擾輪廓的配
置管線。
[0005]根據(jù)本實用新型，提出一種用于焊接的工業(yè)機器人，其具有:搖臂；包括基體的臂部，該臂部圍繞第一轉動軸A3可擺動地支承在搖臂上并具有第二轉動軸A4，通過該第二轉動軸可使臂部的前部相對于臂部的后部轉動，其中，臂部具有用于配置管線的出口 ；手部，其圍繞第三轉動軸A5可擺動地支承在臂部上，手部具有用于配置管線的入口，其中，配置管線在臂部的基體中從臂部的出口被引導至手部的入口中，并且位于出口和第三轉動軸A5之間的臂部的第一側邊長度與位于第三轉動軸A5和入口之間的手部的第二側邊長度的長度比在1.0和2.0之間。
[0006]為了避免配置管線彎曲過急，應該為配置管線設置盡可能大的彎曲半徑。然而，很大的彎曲半徑可能意味著干擾輪廓的明顯增加?，F(xiàn)在根據(jù)本實用新型，允許為配置管線提供盡可能大的彎曲半徑。但是為了不會由于配置管線的明顯超過機器人輪廓突出的部分而增大干擾輪廓，本實用新型提出:相比于迄今已知的方案明顯增加手部的側邊長度。
[0007]所有以前的方案所追求的目標是:通過使臂部的側邊長度盡可能地大來使機器人保持較大的工作范圍。這特別是通過手部的較短的側邊長度實現(xiàn)。但是，當干擾輪廓保持較小時，手部的較短的側邊長度會在配置管線上導致非常小的彎曲半徑。
[0008]為了較大地保持配置管線的彎曲半徑，根據(jù)本實用新型，使位于臂部和手部之間的轉動軸位于臂部出口和手部入口之間的中間區(qū)域中，由此實現(xiàn)配置管線的最大可能的彎曲半徑，同時機器人的輪廓基本上沿著配置管線的彎曲半徑跟隨配置管線的走向，從而使機器人的干擾輪廓不會由于配置管線的必須超過機器人輪廓突出的部分而增大。
[0009]根據(jù)本實用新型，通過位于出口和第三轉動軸之間的臂部的第一側邊長度與位于第三轉動軸和入口之間的手部的第二側邊長度的長度比，可以在關于具有最大可能彎曲半徑的配置管線的無干擾導引的設計和關于具有附件(例如配置管線本身)的機器人的盡可能小的干擾輪廓的設計之間實現(xiàn)最優(yōu)的調整。
[0010]該長度比特別是可以在1.2和1.6之間。由此可以確定臂部的出口和手部的入口的尺寸以及配置管線入口的直徑，因為所述長度比可以不限于是固定的用于所有應用情況的值，而是具有一定的波動范圍。
[0011]對于常用的例如電弧焊接設備的供應焊絲的直徑比，該長度比在特定的設計方案中可以在1.4和1.5之間。
[0012]在對電弧焊接設備的焊絲供應進行優(yōu)化的最特別的設計方案中，該長度比可以是1.43。
[0013]可以將臂部設計為具有兩個側邊的叉形，它們的自由端部形成第三轉動軸。通過這種叉形設計將在該叉形臂部的兩個側邊之間布設配置管線，即，配置管線穿過位于叉形臂部的兩個側邊之間的中間空間被引導。在此，所述臂部的兩個側邊通過橫支撐件彼此連接。
[0014]類似地，可以像臂部一樣將手部構造為具有兩個側邊的叉形，它們的自由端部形成第三轉動軸。通過這種叉形設計，也可以在該叉形手部的兩個側邊之間實現(xiàn)配置管線的引導，即，配置管線也經(jīng)過位于叉形手部的兩個側邊之間的中間空間被引導。
[0015]為了限制配置管線在手部的兩個側邊之間的可移動性，叉形手部的兩個側邊可以具有沿配置管線的方向指向內部的導向面，其限制了配置管線的側向運動。該導向面可以關于配置管線凸狀地形成，從而在配置管線在垂直于手部的擺動軸的平面上的運動過程中，配置管線在叉形手部的側邊之間居中，即，被漏斗狀的導入中間位置上。導向面可以由手部構件的側邊的表面形成。
[0016]臂部構件以及手部構件可以特別是由鑄鋁制成，這樣可以使機器人的整體重量較輕。
[0017]在所有根據(jù)本實用新型的實施方式中，可以將臂部設計為具有兩個側邊的叉形，在此，這兩個側邊通過橫支撐件彼此連接。該橫支撐件可以包含出口。當橫支撐件包含出口時，該橫支撐件可以具有第一支撐件和第二支撐件，在此，這些支撐件從相對的兩側來限定出口。這些支撐件特別是可以弧形地構成圓形出口的各個圓弧部分。
[0018]本實用新型還涉及一種工業(yè)機器人，其具有包括基體的臂部，該臂部具有用于配置管線的出口，為了構成叉狀臂部，使兩個側邊在基體上從出口的彼此相對的位置開始延伸。通過使兩個側邊以它們的固定端部固定在臂部基體的偏離直徑位置的位置上，可以進一步改善對低干擾輪廓的機器人的優(yōu)化。
[0019]根據(jù)本實用新型，兩個側邊只相對于第二轉動軸旋轉對稱地而非鏡面對稱地定位。
[0020]在一種實施方式中，可以為此將兩個側邊的固定端部以相反的方向偏離直徑位置錯開地定位，特別是沿相反的切線方向偏離直徑位置錯開地定位。[0021]在所有這些實施方式中，可以將兩個側邊的自由端部定位在直徑位置上，以形成用于手部的擺動軸的支承點。在這種實施方式中，將臂部的相對于第二轉動軸只旋轉對稱而不鏡面對稱地定位的側邊的自由端部改變?yōu)榧如R面對稱又旋轉對稱地定位的側邊的自由端部。由此形成機器人的干擾輪廓，其例如完全覆蓋配置管線，使得配置管線即使在彎曲的外形中也不會超過機器人的實際輪廓向外突出，并且配置管線因此而不會使機器人的干擾輪廓增大。這樣做的優(yōu)點在于，機器人操作人員由于在結構上已經(jīng)了解機器人的幾何結構，因此對于實際的干擾輪廓非常清楚，并且不需要考慮由配置管線所引起的額外的干擾輪廓擴大。
[0022]以上所述的工業(yè)機器人關于臂部側邊定位的特殊的實施方式可以與例如根據(jù)本實用新型所定義的特定的長度比相結合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]下面參照實施例對本實用新型做詳細說明。該具體實施例的所有特征可以由本實用新型的其他優(yōu)選的實施方式公開。
[0024]圖1示出了根據(jù)本實用新型的工業(yè)機器人的透視圖；
[0025]圖2示出了如圖1所示工業(yè)機器人的第一側視圖；
[0026]圖3示出了從與圖2所示相對一側看到的如圖1所示工業(yè)機器人的第二側視圖；
[0027]圖4示出了從前面右側看到的如圖1所示工業(yè)機器人的帶有手部的臂部的透視圖；
[0028]圖5示出了從前面左側看到的如圖4所示臂部的透視圖；
[0029]圖6示出了從后面看到的如圖4所示臂部的透視圖。
【具體實施方式】
[0030]圖1示出了工業(yè)機器人106，其具有基礎框架107，轉盤108圍繞第一垂直軸Al可轉動地支承在基礎框架107上，并通過第一驅動電機轉動驅動。搖臂109圍繞第二水平軸A2可來回擺動地支承在轉盤108上，并通過第二驅動電機M2轉動驅動。搖臂109承載著臂部110，臂部110圍繞第三水平軸A3可來回擺動地設置并通過第三驅動電機M3轉動驅動。臂部110具有法蘭111，法蘭111使臂部110耦合在搖臂109上。在法蘭111的背向搖臂的一側設置第四軸A4，其在臂部110的縱向延伸部分中伸展，并通過第四驅動電機M4轉動驅動臂部110的基體112。臂部110的第一側邊113和臂部110的第二側邊114沿朝向工業(yè)機器人106的手部115的方向成叉狀地從基體112向前延伸。這兩個側邊113和114分別具有固定端部116、117和自由端部118、119。兩個側邊113和114通過固定端部116、117固定在基體112上。自由端部118、119承載著用于手部115的自由端部120和121的軸承結構。該軸承結構定義了工業(yè)機器人106的第五軸A5，手部115可以借助于第五驅動電機M5圍繞第五軸A5可擺動地運動。另外，手部115具有第六軸A6，借助于第六驅動電機M6可以圍繞固定法蘭122可轉動地驅動第六軸A6。在所示出的實施例中，固定法蘭122承載著代表工業(yè)機器人106的工具的電弧焊噴嘴(Lichtbogenschweissdiise) 123。配置管線124在臂部110的區(qū)域中從電弧焊噴嘴123向后延伸至過程裝置(Prozessvorrichtung,未示出)。通過該過程裝置例如可以在電弧焊噴嘴123上供應保護氣體和焊絲。[0031]圖2示出了工業(yè)機器人106的第一側視圖，圖3示出了從與圖2所示相對一側看到的工業(yè)機器人106的第二側視圖。工業(yè)機器人106承載著包括基體112的臂部110?；w112具有用于配置管線124的出口 126 (圖4)。為了構成叉狀的臂部110，位于出口 126的相對位置上的第一側邊113和第二側邊114從基體112沿朝向手部115的方向向前延伸。第一側邊113和第二側邊114通過它們的固定端部116和117固定在基體112的偏離直徑位置的位置上。在如圖2以及如圖3所示的側視圖中可以看到:固定端部116和117不是彼此平行延伸地設置的。這樣，在如圖2和圖3所示的視圖中，側邊113和114就必須是彼此一致的。實際上根據(jù)本實用新型，如圖2和圖3所示，第一側邊113和第二側邊114的固定端部116和117沿相反的方向(即一側邊向上，另一側邊向下)偏離直徑位置錯開地定位。在所示出的實施例中實現(xiàn)了這種偏移，其中，第一側邊113和第二側邊114的固定端部116和117沿相反的切線方向(圖4中的Rl和R2)偏離直徑位置錯開地定位。此外，將第一側邊113和第二側邊114的自由端部118和119定位在直徑位置上，以構成用于手部115的擺動軸A5的支承點，即，在如圖2和圖3所示的視圖中，自由端部118和119實際上是彼此重合的。
[0032]圖4至圖5以不同的透視圖示出了臂部110。圖4示出了第一側邊113和第二側邊114的固定端部116和117在以箭頭、特別是Rl和R2指出的相反的切線方向上的錯位，在此，第一側邊113和第二側邊114被設計為弓形的并設置在相反的切線方向上，在此，第一側邊113和第二側邊114以兩個側邊113和114的中線mil和ml2表示，它們從延伸通過出口 126的直徑的水平平面離開而錯開，在此，第一側邊113的固定端部116向上取向，而第二側邊114的固定端部117向下取向，因此第一側邊113和第二側邊114的固定端部116和117沿相反的切線方向錯開，并且第一側邊113和第二側邊114的自由端部118和119彼此一致地定位。
[0033]叉形臂部110的兩個側邊113和114通過橫支撐件127彼此連接。橫支撐件127包括出口 126，即出口 126被引入橫支撐件127中。橫支撐件127具有第一支撐件128和第二支撐件129，在此，支撐件128和129從相對兩側限定出口 126。支撐件128和129弧形地構成圓形出口 126的各個圓弧部分。
[0034]在圖6中示出了手部115的入口 130。位于出口 126和第三轉動軸A5之間的臂部Iio的第一側邊長度LI通過在圖6中示出的間隔LI來定義。位于第三轉動軸A5和入口 130之間的手部115的第二側邊長度L2通過在圖6中示出的間隔L2來定義。
[0035]支撐件128和129還用于強化叉形臂部110，由此使側邊113和114以及基體112能夠以減輕的重量制成。此外，臂部110的骨骼形結構將提供空間，從而能夠節(jié)省空間和適形地將驅動電機M5和M6固定在臂部110上。
【權利要求】
1.一種用于焊接的工業(yè)機器人(1)，其具有: 搖臂(109)， 包括基體(112)的臂部(110)，該臂部圍繞第一轉動軸(A3)可擺動地支承在所述搖臂(109)上并具有第二轉動軸(A4)，通過該第二轉動軸可使所述臂部(110)的前部相對于所述臂部(110)的后部轉動，其中，所述臂部(110)具有用于配置管線(124)的出口( 126)，手部(115)，其圍繞第三轉動軸(A5)可擺動地支承在所述臂部(110)上，其中，所述手部(115)具有用于所述配置管線(124)的入口( 130)， 其特征在于，所述配置管線(124)在所述臂部(110)的基體(112)中從所述臂部(110)的出口( 126)被引導至所述手部(115)的入口( 130)中，并且位于所述出口( 126)和所述第三轉動軸(A5)之間的所述臂部(110)的第一側邊長度(LI)與位于所述第三轉動軸(A5)和所述入口(130)之間的所述手部(115)的第二側邊長度(L2)的長度比在1.0和2.0之間。
2.如權利要求1所述的工業(yè)機器人，其特征在于，所述長度比在1.2和1.6之間。
3.如權利要求1所述的工業(yè)機器人，其特征在于，所述長度比在1.4和1.5之間。
4.如權利要求1所述的工業(yè)機器人，其特征在于，所述長度比為1.43。
5.如權利要求1至4中任一項所述的工業(yè)機器人，其特征在于，將所述臂部(110)設計為叉形的，其具有第一側邊(113)和第二側邊(114)，它們的自由端部(118，119)形成所述第三轉動軸(A5)。
6.如權利要求5所述的工業(yè)機器人，其特征在于，將所述手部(115)設計為叉形的，其具有第三側邊(120)和第四側邊(121)，它們的自由端部形成所述第三轉動軸(A5)。
7.如權利要求5所述的工業(yè)機器人，其特征在于，所述第一側邊(113)和第二側邊(114)通過橫支撐件(127，128，129)彼此連接。
8.如權利要求7所述的工業(yè)機器人，其特征在于，所述出口(126)被引入所述橫支撐件(127)中。
9.如權利要求8所述的工業(yè)機器人，其特征在于，所述橫支撐件(127)具有第一支撐件(128)和第二支撐件(129)，其中，所述第一支撐件(128)和第二支撐件(129)從相對的兩側限定所述出口(126)。
10.如權利要求9所述的工業(yè)機器人，其特征在于，所述第一支撐件(128)和所述第二支撐件(129 )構成圓形的出口( 126 )的各個圓弧部分。
11.一種用于焊接的工業(yè)機器人，其具有包括基體(112)的臂部(110)，該基體具有用于配置管線(124)的出口( 126)，在臂部(110)的基體(112)上，第一側邊(113)和第二側邊(114)從所述出口( 126)的彼此相對的位置開始延伸，構成叉狀的臂部(110)，其特征在于，所述第一側邊(113)和第二側邊(114)以它們的固定端部(116，117)固定在所述臂部(110)的基體(112)的偏離直徑位置的位置上，并且所述配置管線(124)在所述臂部(110)的基體(112)內從所述出口(126)被引導至所述機器人手部(I 15)的入口(130)。
12.如權利要求11所述的工業(yè)機器人，其特征在于，所述第一側邊(113)和第二側邊(114)的固定端部(116，117)沿相反的切線方向離開直徑位置錯開地定位。
13.如權利要求11所述的工業(yè)機器人，其特征在于，所述第一側邊(113)和第二側邊(114)的自由端部(118，119)彼此重合地定位在直徑位置上，以構成用于擺動軸(A5)的支承點。
14.如權利要求11所述的工業(yè)機器人，其中，位于所述出口(126)和第三轉動軸(A5)之間的所述臂部(110)的第一側邊長度(LI)與位于第三轉動軸(A5)和所述入口(130)之間的所述手部(115)的第二側邊長度(L2)的長度比在1.0和2.0之間。
15.如權利要求14所述的工業(yè)機器人，其特征在于，所述長度比在1.2和1.6之間。
16.如權利要求14所述的工業(yè)機器人，其特征在于，所述長度比在1.4和1.5之間。
17.如權利要求14所述的工業(yè)機器人，其特征在于，所述長度比為1.43。
【文檔編號】B25J17/02GK203650548SQ201320641739
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權日:2013年10月17日
【發(fā)明者】安德烈·雷克爾斯, 斯特凡·卡林爾 申請人:庫卡羅伯特有限公司