帶集成工具的多軸線工業(yè)機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種工業(yè)機器人，其包括機器人元件串(12,13,14,16,18)，機器人元件串在它們之間彼此鉸接并且止于機器人腕部（20），機器人腕部（20）承載工具（100）。通過機器人元件串和通過機器人腕部（20），限定連續(xù)內(nèi)部通路，用于向工具（100）進行電力供應(yīng)和/或流體供應(yīng)的一個或多個電纜和/或管路接納于連續(xù)內(nèi)部通路內(nèi)。電纜和或管路在穿過機器人凸緣的通路（F1）中不間斷地繼續(xù)直到所述工具的相應(yīng)連接件，由此電纜和管路完全布置于機器人內(nèi)側(cè)和工具內(nèi)側(cè)，而不需要提供在機器人的凸緣處連接到機器人的電纜和管路的工具的單獨電纜和管路。在工具是電點焊頭的情況下，其被布置成電力變壓器具有分別布置于變壓器的主體前壁上和變壓器的主體的端壁上的輸出極(118,119)，用于連接到頭的電極保持臂(103,104)。以此方式，導(dǎo)致在從機器人的凸緣朝向電極的縱向方向上，頭的大小更加緊湊。焊頭結(jié)構(gòu)由殼體（105）完全覆蓋，殼體（105）具有后開口和前開口，后開口用于連接到機器人腕部，焊頭的電極臂(103,104)從前開口突伸。
【專利說明】帶集成工具的多軸線工業(yè)機器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多軸線工業(yè)機器人的領(lǐng)域，多軸線工業(yè)機器人為包括下列的類型:底座結(jié)構(gòu)；鉸接的機器人腕部；以及將所述底座結(jié)構(gòu)連接到機器人腕部的一連串彼此鉸接的機器人元件，其中所述機器人腕部也終止于凸緣，需要電力供應(yīng)和/或流體供應(yīng)的工具剛性地連接到凸緣，并且其中穿過所述一連串的彼此鉸接的機器人元件并且穿過所述機器人腕部，限定了連續(xù)內(nèi)部通路，在連續(xù)內(nèi)部通路中接納了用于向所述工具提供所述電力供應(yīng)和/或所述流體供應(yīng)的一個或多個電纜和/或管路。
[0002]現(xiàn)有技術(shù)和一般技術(shù)問題
例如，上文所規(guī)定類型的機器人在由相同 申請人:所擁有的文獻US 8，006，586 B2中描述和示出。
[0003]在上文所規(guī)定類型的機器人中，用于向由機器人所承載的工具進行電力供應(yīng)和流體供應(yīng)的電纜和管路的線束帶來若干問題。一方面，需要制備用于固持和引導(dǎo)電纜和管路的系統(tǒng)，其最小化它們可能干涉生產(chǎn)線中機器人使用或者在在生產(chǎn)線中機器人使用期間變得纏結(jié)異物的風(fēng)險。另一方面，也需要引導(dǎo)和保護電纜或管路以便在機器人移動期間盡可能多地減小它們所經(jīng)受的扭轉(zhuǎn)和彎曲變形，并且特別地以便于減輕電纜由于向工業(yè)生產(chǎn)線中常常存在的侵蝕性外部試劑(熔焊飛濺、污垢等)暴露而經(jīng)受的劣化。電纜向這些試劑暴露常常導(dǎo)致這些部件更嚴(yán)重和過早磨損，結(jié)果導(dǎo)致電纜和管路的線束必須被更頻繁地替換(甚至在自首次使用僅一或兩年后)，因此需要更大量地停止并且導(dǎo)致機器人更低的生產(chǎn)率。最后，還有重要的是制備線束使得其替換能以簡單并且快速的方式進行。
[0004]發(fā)明目的
本發(fā)明的目的在于通過創(chuàng)造一種機器人以最佳方式解決所有上述問題，這種機器人在其使用方面通常更加高效并且需要最少維護操作次數(shù)。
[0005]本發(fā)明的合成
為了實現(xiàn)這個范圍，本發(fā)明具有下列作為其主要目的:一種多軸線工業(yè)機器人，其具有在本描述的開始處已指示的全部特征并且進一步具有以下特征:用于向工具提供電力和/或流體供應(yīng)的所述電纜和/或管路在穿過機器人的所述凸緣形成的通路中不間斷地繼續(xù)直到所述工具，由此所述電纜和/或管路完全布置于機器人內(nèi)側(cè)和工具內(nèi)側(cè)，無需鋪設(shè)用于與機器人的電纜和管路相連接的、與所述凸緣相對應(yīng)的工具的單獨電纜和/或管路(這替代地在已知方案中發(fā)生)。
[0006]本發(fā)明的基本優(yōu)點在于對于電纜和供應(yīng)管路的總體保護完全避免了在已知方案中確定的由于工業(yè)環(huán)境中存在的侵蝕性外部試劑(熔焊飛濺、污垢等)的污染所造成的對這些部件的過早磨損。由本申請者進行的實驗已允許預(yù)測本發(fā)明將得到在更少地替換機器人的線束方面的重要優(yōu)點，因為線束的平均持續(xù)時間/壽命可以從約1.5-2年的最短時間變?yōu)榧s8-10年的最短時間，幾乎與機器人的壽命相當(dāng)。因此本發(fā)明能在機器人使用的實踐中產(chǎn)生實際性突破。
[0007]在一特別優(yōu)選的實施例中，所述工具為電點焊頭，為包括下列的類型:支承結(jié)構(gòu)，其剛性地連接到機器人腕部；一對焊接電極，其由相應(yīng)電極保持臂承載，其中所述電極保持臂中至少一個在打開位置與關(guān)閉位置之間可移動地安裝于頭部的支承結(jié)構(gòu)上；所述頭還包括用于啟動所述可移動臂的促動器和用于向電極施加焊接電壓的電力變壓器。在此優(yōu)選實施例中，供電電纜在頭的支承結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)繼續(xù)不間斷地穿過機器人的所述凸緣直到所述電力變壓器的連接器輸入。
[0008]在優(yōu)選實施例的情況下，頭的支承結(jié)構(gòu)由螺釘固定到機器人凸緣上，優(yōu)選地插入中間支架。
[0009]在上文所描述的焊頭中，電力變壓器的主體呈現(xiàn)朝向機器人凸緣的后壁、與后壁相對的前壁、兩個側(cè)壁和兩個端壁。根據(jù)另一特別優(yōu)選的特征，連接到兩個電極保持臂上的變壓器的兩個輸出極安置成:一個在所述前壁上并且另一個在變壓器的主體的所述端壁上。由于這種布置，將電力變壓器的輸出極連接到相應(yīng)電極保持臂的聯(lián)結(jié)條帶可以根據(jù)確保焊頭更緊湊大小的配置來布置，特別是在頭的縱向方向上，即，在其從機器人的凸緣朝向電極的方向上。
[0010]當(dāng)然，具有上文所示特征的緊湊焊頭也可以用于傳統(tǒng)類型的機器人中并且因此，其也本身構(gòu)成由同一 申請人:的共同待決的專利申請的主題。
[0011]還應(yīng)當(dāng)指出的是，為了更易于維護的原因，用于向工具供應(yīng)流體的管路仍可以具有分離的端部，其與工具相關(guān)聯(lián)并且借助于快速聯(lián)接件而連接到與機器人相關(guān)聯(lián)的相對應(yīng)管路。在此情況下，本發(fā)明的基本原理仍適用于與機器人相關(guān)聯(lián)的電纜(電力和/或信號)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]現(xiàn)將參考以非限制性示例提供的附圖來描述本發(fā)明，在附圖中:
圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的源自本申請者的文獻US 8，006，586 B2的多軸線工業(yè)機器人的示意圖，
圖2是圖1的機器人腕部的放大比例的截面圖，
圖3為根據(jù)本發(fā)明的機器人的第一實施例的示意立視側(cè)視圖，
圖4為本發(fā)明的機器人的第二實施例的示意透視圖，
圖5是用于圖3、圖4的兩個實施例的焊頭的放大比例的透視圖，
圖6為圖5的焊頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意側(cè)視圖，
圖7為圖5的頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的透視圖，
圖8為布置于圖5的焊頭中的電力變壓器的透視圖，
圖9至圖12為以放大比例示出圖6所示的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的各種細節(jié)的透視圖，
圖13是可用于圖3和圖4的兩個實施例的焊頭的變型的透視圖，
圖14為圖13的焊頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意側(cè)視圖，
圖15為圖13的焊頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的透視圖，
圖16為圖3的機器人的透視圖，其中移除了焊頭，
圖17為圖3的機器人的另一局部截面示意側(cè)視圖；以及圖18為在機器人的凸緣與焊頭的支承結(jié)構(gòu)之間的連接支架的放大比例的透視圖。

【具體實施方式】
[0013]參考圖1，本發(fā)明的優(yōu)選實施例使用在此圖中示出的與從U.S.8，006，586 B2已知的機器人類似的機器人。然而，顯然，本發(fā)明的相同的教導(dǎo)內(nèi)容也適用于具有不同配置的機器人。
[0014]在圖1所示的示例的情況下，機器人10包括底座結(jié)構(gòu)12，底座結(jié)構(gòu)12支承著立柱13以便繞第一豎直軸線I旋轉(zhuǎn)。立柱13繼而支承豎直臂14，以便使得豎直臂14繞水平定向的第二軸線II旋轉(zhuǎn)。豎直臂14的上端繼而支承著結(jié)構(gòu)16，結(jié)構(gòu)16支承著臂18以便繞水平定向的第三軸線III旋轉(zhuǎn)。臂18由結(jié)構(gòu)16繞第四軸線IV而加以支承，第四軸線IV與臂18的主軸線重合。臂18的遠端末端承載著鉸接的腕部20，鉸接的腕部20以放大比例并且在圖2中以截面圖示出。如在以下描述中將顯然的，腕部20的主要特征在于其是中空腕部，適于限定穿過其本身的連續(xù)通路，其中，能引導(dǎo)該工具的供應(yīng)電纜和管路的束。但是，顯然，本發(fā)明的教導(dǎo)內(nèi)容也適用于具有任何不同配置和特別地與此處以舉例說明的方式示出的配置不同配置的中空腕部的機器人。
[0015]參看圖2，腕部20包括基本上肘形的第一中空主體22，第一中空主體22包括第一端和第二端和通往這些端部的貫穿腔。第一中空主體22的第一端計劃由螺釘19剛性地連接到機器人臂18，機器人臂18可繞軸線IV旋轉(zhuǎn)。腕部20還包括基本上肘形的第二中空主體24，第二中空主體24包括第一端和第二端和通往這些端部的傳遞腔。第二中空主體24的第一端安裝到第一中空主體22的第二端，可繞相對于第一軸線IV傾斜的V軸線旋轉(zhuǎn)。腕部20最終包括第三中空主體26，第三中空主體26包括第一端和第二端和通往這些端部的傳遞腔。第三中空主體的第一端安裝于第二中空主體24的第二端上，可繞相對于第二軸線V傾斜的軸線VI旋轉(zhuǎn)。
[0016]如已經(jīng)示出的那樣，所述第一中空主體22、第二中空主體24和第三中空主體26的傳遞腔形成沿著軸線IV、V、VI的連續(xù)通路，穿過這個連續(xù)通路布置了電纜和/或管路用于電力供應(yīng)、流體供應(yīng)、以及與從第三中空主體26離開的凸緣F相關(guān)聯(lián)的工具的控制。所述通路具有較大容量，其能接納大量電纜和/或管路。例如，在工具是電點焊頭的情況下，穿過機器人腕部的內(nèi)部通路的電力供應(yīng)線包括兩個制冷劑流體遞送管路、兩個制冷劑流體返回管路、用于控制所述頭的電驅(qū)動馬達的信號的電纜、這種電動馬達的電力電纜、多總線電纜以及用于電流焊接的三個電力供應(yīng)電纜(或者，替代地，具有三根線路的單根電源絲線)。
[0017]同樣，參考圖示示例，軸線IV和VI相對于軸線V以介于約50°與70°之間的角度傾斜。優(yōu)選地，這個傾斜角為60°。這種旋轉(zhuǎn)軸線V相對于軸線IV和VI的傾斜選擇允許得到機器人腕部的較寬工作范圍，并且同時，確保了電纜和/或管路在腕部內(nèi)的簡單并且連續(xù)的通路。可以看出，在軸線IV、V、VI共面的條件下，它們限定Z形配置。
[0018]同樣，參考圖示示例，在臂18與中空主體22之間的連接處設(shè)置了用于第一齒輪馬達組27的外殼。根據(jù)第一中空主體22和計劃聯(lián)接到機器人臂18的其圓柱形部分的大小，用于第一齒輪馬達27的外殼可完全在第一中空主體22內(nèi)或者甚至部分地在機器人臂18中獲得，但總是以這樣的方式，即，第一齒輪馬達27基本上包括于由臂18和第一中空主體22的幾何形狀所限定的體積內(nèi)，特別地參考這個臂的截面的尺寸。與第二中空主體24相對應(yīng)，設(shè)置用于第二齒輪馬達29的另一外殼。特別地，如在圖2中可看出，中空主體24在外部在其側(cè)壁上呈現(xiàn)外殼，第二齒輪馬達29接納于該外殼中，基本上平行于軸線VI定向。由于中空主體22和24的肘形構(gòu)型，可以發(fā)現(xiàn)齒輪馬達29與中空主體22的壁間隔開以便永不干涉中空主體，無論中空主體24相對于中空主體22所占據(jù)的角位置如何。上文所描述的齒輪馬達29的特定布置允許維持腕部的橫向體積在有限閾值內(nèi)。而且，由于當(dāng)中空主體24使齒輪馬達29旋轉(zhuǎn)時，齒輪馬達29相對于軸線V以等于軸線VI相對于軸線V的傾斜角(在此情況下等于約60° )的角度傾斜，限制了對抗齒輪馬達29旋轉(zhuǎn)運動的慣性力。
[0019]在第一中空主體22與第二中空主體24之間布置已知類型的單個交叉滾柱軸承33，交叉滾柱軸承33具有內(nèi)圈32并且剛性地連接到第一中空主體22，而外圈34剛性地連接到第二中空主體24。單個交叉滾柱軸承37也設(shè)置于第二中空主體24與第三中空主體26之間，其中外圈36剛性地連接到中空主體24而內(nèi)圈38剛性地連接到第三中空主體26。
[0020]每個齒輪馬達27、29包括馬達28、30、聯(lián)接凸緣31、上文已經(jīng)指示的齒輪箱40和小齒輪42、46。齒輪箱40的特征在于高傳動比并且優(yōu)選地為行星式(epicyclic)或諧波式。每個齒輪箱40在其端部處通過聯(lián)接凸緣31聯(lián)接到其相關(guān)馬達28、30。聯(lián)接凸緣由螺釘35a連接到馬達28、30并且借助于其它螺釘35b連接到齒輪箱。
[0021]在另一端處，齒輪箱40承載用于傳遞運動的小齒輪42、46，小齒輪42、46現(xiàn)由多個螺釘35c固定。
[0022]包括第一馬達28、齒輪箱40和小錐齒輪42的第一齒輪馬達27由螺釘固定成與相應(yīng)外殼的底壁39鄰接。在外殼的底壁39與固定到小錐齒輪42的齒輪箱的端部之間插置了用于固定和調(diào)整空隙的凸緣41。在腕部組裝期間，襯套41的厚度適于獲得成對的錐齒輪的正確嚙合。小錐齒輪42與錐齒圈44的內(nèi)齒嚙合，并且這由螺釘(未圖示)固定到軸承33的外圈34上，剛性地連接到第二中空主體24。包括第二馬達30、齒輪箱40和圓柱形小齒輪46的第二齒輪馬達29插入于在第二中空主體24中形成的槽內(nèi)并且由螺釘固定成與所述外殼的底壁43鄰接。圓柱形小齒輪46與固定到軸承37的內(nèi)圈38上的環(huán)形圓柱輪48嚙合。
[0023]來自馬達28的旋轉(zhuǎn)運動通過齒輪箱40轉(zhuǎn)換并且傳遞到小錐齒輪42，小錐齒輪42使與軸承33的外圈34上剛性地連接的錐齒圈44旋轉(zhuǎn)，軸承33的外圈34繼而固定到第二中空主體24。以此方式，執(zhí)行第二中空主體24繞軸線V的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)啟動第二馬達30時，旋轉(zhuǎn)通過齒輪箱40傳遞到圓柱形小齒輪46。圓柱形小齒輪46與圓柱形輪48嚙合，圓柱形輪48剛性地連接到內(nèi)圈38和第三中空主體26。以此方式執(zhí)行第三中空主體26繞軸線VI的旋轉(zhuǎn)。
[0024]腕部的內(nèi)腔允許計劃與凸緣F相關(guān)聯(lián)的焊頭的供應(yīng)電纜和/或管C通過。這些電纜和/或管C與襯套47相關(guān)聯(lián)。
[0025]如上文所示，所述已知的中空腕部配置也用于根據(jù)本發(fā)明的機器人的優(yōu)選實施例中，然而，應(yīng)了解本發(fā)明的教導(dǎo)內(nèi)容也適用于具有不同配置的機器人。
[0026]附圖中的圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的機器人的第一實施例。在此圖中，與圖1的那些共同的零件用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)注。
[0027]圖3示出了其中機器人具有由電點焊頭組成的集成工具的實施例，電點焊頭為下面這樣的類型:兩個電極保持臂之一是固定的而另一個臂被振蕩地安裝。然而，作為具有振蕩臂的這種焊頭的替代，可以提供圖13和圖17所示類型的焊頭，其中，兩個電極保持臂之一固定而另一個可以線性地滑動或者是其它類型工具。
[0028]附圖中示出機器人的示意截面圖的圖17特別適用于圖示本發(fā)明的基本特征。在此圖中，焊頭為具有可線性移動的臂的類型，但顯然，此處陳述的內(nèi)容適用于兩種類型的頭O
[0029]如在圖17中看出，根據(jù)本發(fā)明的機器人和圖1的已知機器人共同之處在于通過整個連串的機器人元件和通過機器人腕部，限定了連續(xù)內(nèi)部通路，其中接納了電纜和供應(yīng)管路的束C。在圖17中，示出了在單個柔性護套內(nèi)容納所有電纜和管路的情況，但當(dāng)然，這個特征并非至關(guān)重要的并且電纜和管路的束可以簡單地沿著多個擰緊夾具的其延伸部設(shè)置。
[0030]在已知機器人的情況下并且也在圖1和圖2示出的已知機器人的具體情況下，與機器人相關(guān)聯(lián)的工具的連接凸緣F相對應(yīng)地中斷了供應(yīng)電纜和管路的束。通常，這種凸緣具備用于對布置于機器人上的電纜和管路與安裝于機器人上的焊頭所關(guān)聯(lián)的電纜和/或單獨管路進行連接的多個配件。
[0031]與這種布置形成對照的是，在根據(jù)本發(fā)明的機器人中，不提供由機器人承載的工具的快速替換并且工具(在此具體示例中焊頭)并不具備當(dāng)工具安裝到機器人凸緣上時與機器人的電纜和管路相連接的電纜和單獨管路。如在圖16、圖17中明顯地示出，在根據(jù)本發(fā)明的機器人的情況下，穿過機器人的整個延伸部和中空機器人腕部的電纜和管路在穿過凸緣F (也參看圖16)形成的通路Fl中不間斷地繼續(xù)直到設(shè)置于電力變壓器T上的輸入連接器，電力變壓器T布置于焊頭的結(jié)構(gòu)內(nèi)。
[0032]焊頭因此完全集成到機器人內(nèi)，使得機器人和焊頭一起構(gòu)成單個“焊接機”，而無需區(qū)別機器人部分和工具部分，并且也沒有快速替換工具的任何可能。與從文獻US8，006，586 B2已知的方案相比，這種方案具有并不在機器人的電纜和管路與布置于焊頭板上的單獨電纜和管路之間設(shè)置任何連接器連接的優(yōu)點并且因此并不會造成已知方案的那種缺陷，其中與頭相關(guān)聯(lián)的、從機器人的凸緣朝向頭延伸的電纜和管路至少部分地向外側(cè)暴露。
[0033]如在附圖中可以看出并且如將在下文中進一步詳細地示出，這個優(yōu)點還通過提供用于焊頭的外殼體而增強，外殼體形成機器人主體的延伸部并且完全隱藏了延伸超過機器人的凸緣的電纜和管路的管道。
[0034]在圖3中，數(shù)字100總體上指示焊頭，包括由相應(yīng)電極保持臂103、104所承載的兩個電極101、102。由殼體105隱藏了頭部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，殼體105具有前開口和后開口，后開口用于連接到機器人腕部，焊頭的電極臂103、104從前開口突伸。
[0035]圖4示出了本發(fā)明的第二實施例，其中機器人10具有與圖3的機器人的結(jié)構(gòu)基本上相同的結(jié)構(gòu)，但安裝于倒轉(zhuǎn)位置，其中底座結(jié)構(gòu)12被固定到工業(yè)廠房的“天花板”13 (置頂框架)上。
[0036]圖5以放大比例示出了焊頭100的透視圖，其中顯然，殼體105由聯(lián)接在一起并且由鎖定系桿106鎖定的兩個半殼105a、105b構(gòu)成。圖5還示出了連接凸緣108的后壁107，在圖18中最佳地示出，用于將機器人腕部的凸緣F連接到焊頭的支承結(jié)構(gòu)。如圖18所示，支架108包括后壁107和兩個翼形件109，這兩個翼形件109平行并且間隔開，從后壁107正交地突出。
[0037]參考圖6、圖7，焊頭100包括支承結(jié)構(gòu)110，支承結(jié)構(gòu)110包括兩個鋼板111，這兩個鋼板111彼此平行并且間隔開，剛性地連接到彼此。電極保持臂104的結(jié)構(gòu)由螺釘剛性地連接到一對支架112 (圖7)，這對支架112固定到兩個板11的內(nèi)表面上。電極保持臂103的結(jié)構(gòu)替代地連接到振蕩臂113，振蕩臂113繞振蕩軸線114鉸接地安裝于兩個板111之間并且其由機電促動器116的桿115控制，機電促動器116也由兩個板111支承。促動器116是本身已知的類型，包括電動馬達，齒輪箱和安置成由電動馬達經(jīng)由齒輪箱而旋轉(zhuǎn)的螺母。螺母的旋轉(zhuǎn)造成擰入其內(nèi)的螺釘?shù)木€性移動，這個螺釘連接到桿115。
[0038]促動器116的部件并未在此處示出，因為，如所述那樣，這個促動器可根據(jù)任何已知的配置來實現(xiàn)，并且因為從附圖排除了這些細節(jié)使得這些細節(jié)更便于和易于理解。
[0039]通過使電流穿過臂103、104的結(jié)構(gòu)傳遞，跨所述電極101、102而載運用于焊接的電流，臂103、104由鋁構(gòu)成并且具有中空棱柱配置，且側(cè)壁承載著減輕孔117。臂103、104的主體電連接到電力變壓器T的兩個輸出極118、119，電力變壓器T布置于焊頭的支承結(jié)構(gòu)的兩個板11之間。
[0040]也參考圖8，變壓器T的主體具有朝向機器人的凸緣的后壁120，與它相對的前壁121，兩個側(cè)壁122，以及端壁123和124 (在圖示取向中分別為上和下)。
[0041]根據(jù)允許將特定緊湊性賦予給焊頭的本發(fā)明的另一重要特征，變壓器T的兩個輸出極118和119布置于變壓器主體的不同壁上。更精確地，極118設(shè)置于前壁121上，而極119設(shè)置于下端壁124上。極118、119也通過可彈性變形的條帶125和也可彈性變形的條帶126而電連接到相應(yīng)臂103、104的結(jié)構(gòu)，條帶125具有總體上U形的配置(圖6)，條帶126具有總體上S形配置。將變壓器T的兩個輸出極之一(具體地極119)布置于變壓器T的下壁124上允許減小在變壓器T與電極保持臂103、104之間在圖6的水平方向上的距離。頭的大小因此在其縱向方向上特別地減小，即，在從機器人的凸緣朝向焊接電極101、102的方向上。
[0042]變壓器T和焊接電極101、102都需要流體制冷。因此，在延伸超過機器人(參看圖16)凸緣的電纜和管路的束中，包括了至少一個制冷劑流體的遞送管路，以及至少一個制冷劑流體返回管路。參看圖8、圖9和圖10，制冷劑流體的遞送管路將制冷劑流體首先發(fā)送到設(shè)置于變壓器T內(nèi)側(cè)的冷卻回路(未圖示)。從內(nèi)冷卻回路到變壓器T，制冷劑流體通過兩個管127a、127b流動，兩個管127a、127b分別形成于構(gòu)成變壓器T的輸出極118、119的圓柱形主體中。管127a從主體118在徑向突伸，而管127b在終端主體119的端部上同軸地突伸。在管127a、127b的輸出端處，布置了用于連接管路的連接配件(未圖示)，連接管將制冷劑流體分別引導(dǎo)至臂103和電極101與臂104和電極102。特別地(參看圖6)，電極101通過一種穿過臂103的內(nèi)腔而安置的柔性管路128接收制冷劑流體，由電極101加熱的制冷劑流體然后被輸送到另一柔性管路129內(nèi)，另一柔性管路129也安置于臂103的內(nèi)腔中。
[0043]管128、129的近端末端經(jīng)由連接器130連接(參看圖6和圖11)。兩個連接器130之一由柔性管連接到布置于這些管道127a (圖9)的出口端上的連接器，而另一連接器130連接到柔性管路(未圖示)，柔性管路返回到機器人內(nèi)側(cè)，而不通過變壓器T傳遞。這個管道將制冷劑返回流體從電極101載運到機器人。甚至在臂104內(nèi)設(shè)置兩個柔性管路131、132用于將制冷劑流體發(fā)送到電極102和用于使已經(jīng)冷卻了電極102的制冷劑流體返回。兩個柔性管路以131、132指示并且連接到兩個連接器133 (圖6和圖12)。兩個連接器133之一通過柔性管路(未圖示)連接到布置于管道127b (圖10)的出口端上的連接器，而另一連接器133連接到直接返回到機器人內(nèi)側(cè)的柔性管路。
[0044]附圖中的圖8為也示出在變壓器T的后壁120上設(shè)置三極電連接器D1，用于連接電力纜線與三個極，三個極在與頭的橫向方向平行的方向(即，正交于兩個臂的總體平面的方向)上對準(zhǔn)。在壁120上也布置用于電信號電纜的電連接器D2。
[0045]附圖中的圖13為示出圖5的變型的透視圖，對應(yīng)于具有焊頭的滑動臂的型式。在此圖中，與圖5的那些共同的零件由相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)注。而且，在此情況下，焊頭100的結(jié)構(gòu)由殼體105完全覆蓋，殼體105包括由系桿連接器件106聯(lián)結(jié)在一起的兩個半殼105a、105b。在圖14、圖15中可看到圖13的焊頭的支承結(jié)構(gòu)。其基本上類似于在上文已經(jīng)描述的型式的支承結(jié)構(gòu)，除了在此情況下，固定臂104具有肘形配置，以此方式，使得電極102安置于促動器116的軸線上。
[0046]另一臂103由在棱柱形引導(dǎo)件200內(nèi)以可滑動的方式引導(dǎo)的桿構(gòu)成，棱柱形引導(dǎo)件200在端部處由固定到頭結(jié)構(gòu)的板111上的兩個板201攜載。桿103在其端部處連接到促動器116的桿以便可沿著促動器116的軸線在打開位置與閉合位置之間線性地移位，在打開位置，電極101、102間隔開，在閉合位置，這些電極彼此接觸。變壓器T的布置與上文所描述的布置相同，其中，變壓器T的輸出極安置于變壓器的前壁和下壁上。在此情況下，可彈性變形的條帶125具有水平地定向的(圖14)而不是如圖6型式的情況般豎直地定向的U形配置并且直接地連接到構(gòu)成臂103的桿。而且，在此情況下，當(dāng)然設(shè)置電極的冷卻回路，類似于上文中參考圖6所描述的冷卻回路，為了使視圖更加簡化，其在圖14中未示出。圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的機器人，其中拆卸了焊頭并且如在根據(jù)本發(fā)明的機器人中那樣突出顯示了電纜和管路C的束穿過機器人的凸緣F的中心開口 Fl出來并且繼續(xù)直到連接配件R，連接配件R直接連接到設(shè)置于焊頭內(nèi)側(cè)的電氣連接器和液壓聯(lián)接件。因此束C從機器人的底座出來直到焊頭內(nèi)側(cè)的裝備，保持完全隱藏在機器人的結(jié)構(gòu)內(nèi)和焊頭100的殼體105內(nèi)側(cè)，而沒有任何暴露的部分，即使在機器人的凸緣F與焊頭內(nèi)側(cè)的裝備之間的最終伸展部中，并且在機器人的凸緣F處并無電纜或管路的任何中斷或連接。
[0047]這種布置也在圖17中顯然可見，如上文已經(jīng)描述的那樣，圖17以舉例說明的方式參考電極滑動型焊頭的情況，應(yīng)了解其也完全適用于帶振蕩臂的焊頭或另一工具的情況。
[0048]當(dāng)然，在無損本發(fā)明的原理的情況下，相對于單純以舉例說明的方式描述和圖示的內(nèi)容，構(gòu)造和實施例的細節(jié)可能有很大差別，而不偏離本發(fā)明的范圍。
[0049]特別地，本發(fā)明的基本原理也適用于配備有任何其它類型的工具(未必是電點焊頭)的機器人。例如，這種工具可以是夾持器，其可以用于在工業(yè)廠房中拾取、支承和/或移動和沉積部件。
【權(quán)利要求】
1.多軸線工業(yè)機器人，包括: -底座結(jié)構(gòu)(12)， -鉸接的機器人腕部(20);以及 -一連串彼此鉸接的機器人元件(13，14，16，18)，其將所述底座結(jié)構(gòu)(12)連接到所述機器人腕部(20)， 其中所述機器人腕部(20)終止于凸緣(F)，需要電力供應(yīng)和/或流體供應(yīng)的工具(100)剛性地連接到所述凸緣， -其中，通過所述一連串彼此鉸接的機器人元件(12，13，14，16，18)和通過所述機器人腕部(20)，限定連續(xù)內(nèi)部通路，在所述連續(xù)內(nèi)部通路中接納用于向所述工具(100)進行所述電力供應(yīng)和/或所述流體供應(yīng)的一個或多個電纜和/或管路， 其特征在于，所述電纜和/或管路(C)在穿過所述凸緣(F)形成的通路(Fl)中不間斷地連續(xù)延伸直到所述工具(100)，由此所述電纜和/或管路完全布置于所述機器人的內(nèi)側(cè)和工具(100)的內(nèi)側(cè)，而不需要提供用于與所述機器人的電纜和管路相連接的、與所述凸緣(F)相對應(yīng)的所述工具(100)的單獨電纜或管路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人，其特征在于，所述工具(100)是電點焊頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機器人，其特征在于，所述焊頭包括剛性地連接到所述機器人腕部(20)的支承結(jié)構(gòu)(111)、和由相應(yīng)電極保持臂(103，104)承載的一對焊接電極(101，102)，其中所述電極保持臂(103)中至少一個在打開位置與關(guān)閉位置之間可移動地安裝于所述頭部(100)的所述支承結(jié)構(gòu)(111)上，所述頭(100)還包括用于驅(qū)動所述可移動的臂(103)的促動器(116)和用于向所述電極(101，102)施加焊接電壓的電力變壓器(T)，其特征在于，所述供電電纜在所述結(jié)構(gòu)(111)內(nèi)側(cè)繼續(xù)不間斷地穿過所述機器人的所述凸緣(F)，直到所述變壓器(T)的連接器輸入(D1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機器人，其特征在于，所述頭的所述支承結(jié)構(gòu)(111)由螺釘固定到所述機器人的所述凸緣(F)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機器人，其特征在于，所述頭(100)的所述支承結(jié)構(gòu)(111)通過插置中間支架(108)而固定到所述機器人的所述凸緣(F)上，所述中間支架(108)在一側(cè)上螺接到所述凸緣(F)上、并且在另一側(cè)上螺接到所述機器人的所述支承結(jié)構(gòu)(111)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機器人，其特征在于，所述電力變壓器(T)的所述主體呈現(xiàn)朝向所述機器人的所述凸緣(F)的后壁(121)、與后壁(121)相對的前壁(120)、兩個側(cè)壁(122)和兩個端壁(123，124)，其特征在于，電連接到所述兩個電極保持臂(103，104)的所述變壓器(T)的兩個輸出極(118，119)如下布置:一個在所述變壓器(T)的主體的前壁(121)上并且另一個在所述變壓器(T)的主體的端壁(124)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機器人，其特征在于，所述焊頭的結(jié)構(gòu)由殼體(105)完全覆蓋，所述殼體(105)包括兩個聯(lián)接到彼此的由塑料材料制成的半殼側(cè)(105a，105b)，所述半殼側(cè)(105a，105b)具有平行于所述兩個電極保持臂的總平面的主壁，所述殼體具有后開口和前開口，后開口用于將所述焊頭(100)的支承結(jié)構(gòu)連接到所述機器人的凸緣(F)，所述焊頭(100)的所述兩個電極保持臂(103，104)從所述前開口突伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機器人，其特征在于，所述焊頭(100)具備用于直接連接屬于所述機器人的供應(yīng)電纜和供應(yīng)管路的電連接器(Dl，D2)和流體連接器，并且不具有計劃與機器人的電纜和/或管路相連接的其自己的電纜和/或管路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人，其特征在于，所述工具為夾持器。
【文檔編號】B25J19/00GK104487210SQ201380025351
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月15日
【發(fā)明者】弗雷羅 F., 莫勒蒂 E. 申請人:康茂股份公司