本申請是申請?zhí)枮?01310178815.4、申請日為2013年05月15日、名稱為“用于多軸線工業(yè)機(jī)器人的電點(diǎn)焊頭和包括這種頭的機(jī)器人”的專利申請的分案申請。

本發(fā)明涉及用于多軸線工業(yè)機(jī)器人的電點(diǎn)焊頭的領(lǐng)域，為包括下列元件的類型：

-一種支承結(jié)構(gòu)，具有用于附連到機(jī)器人腕部的端部，

-一對焊接電極，由安裝于所述支承結(jié)構(gòu)上的相應(yīng)電極保持臂所承載，

-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所述頭的支承結(jié)構(gòu)上，

-促動器，用于操作安裝于所述支承結(jié)構(gòu)上的所述可移動的臂；以及

-電力變壓器，用于向焊接電極施加電焊電壓，具有殼體，所述殼體具有一種朝向用于附連到機(jī)器人腕部的所述后端部的后壁、和一種與后壁相對的前壁，兩個與由兩個電極保持臂所限定的總平面相平行的側(cè)壁，以及兩個端壁，所述變壓器還包括一種用于連接所述焊接頭的電力電纜的電連接器，和變壓器的電連接到兩個電極保持臂上的兩個輸出極。

背景技術(shù)：

這種類型的焊接頭公開在jp2004148378a,us2007/228018a1,us2004/0195213a1,ep1878529a2,us-a-4559438中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)一種焊接頭，其具有緊湊的尺寸，特別是在從被布置成用于附連到機(jī)器人腕部的頭的端部朝向焊接電極的縱向上。

本發(fā)明的另一目的在于實(shí)現(xiàn)一種頭，其保證了保護(hù)與頭相關(guān)聯(lián)的電纜和/或管，在生產(chǎn)設(shè)備中使用機(jī)器人期間防止/免受外來物體干擾的風(fēng)險，且特別是電纜和/或管由于向工業(yè)生產(chǎn)線中存在的侵蝕性外來介質(zhì)/試劑(焊接飛濺、污垢等)暴露而早期劣化的風(fēng)險。這種劣化實(shí)際上意味著在已知的裝置中，線束(harnessing)的頻繁替換(多達(dá)每年或每兩年一次)，因而導(dǎo)致機(jī)器人停工和低生產(chǎn)率。

為了實(shí)現(xiàn)這些目的，本發(fā)明涉及具有上文所規(guī)定特征的焊接頭并且特征還在于如權(quán)利要求1所限定的特征。

本發(fā)明的頭優(yōu)選地用于機(jī)器人中，機(jī)器人為包括下列元件的類型：基座結(jié)構(gòu)；鉸接的機(jī)器人腕部；以及將所述基座結(jié)構(gòu)連接到所述機(jī)器人腕部的一系列相互鉸接的機(jī)器人元件，其中所述機(jī)器人腕部額外地終止于凸緣，一種需要電力供應(yīng)和/或流體供應(yīng)的工具被剛性地連接到凸緣，且其中穿過所述系列相互鉸接的機(jī)器人元件和穿過所述機(jī)器人腕部限定了一種內(nèi)部連續(xù)通路，在內(nèi)部連續(xù)通路中接納了用于到工具的所述電力供應(yīng)和/或所述流體供應(yīng)的一個或多個電纜和/或管。

上文所規(guī)定類型的一種機(jī)器人例如在本申請者所擁有的文獻(xiàn)u.s.8,006,586b2中描述和示出。

在上文所規(guī)定類型的機(jī)器人中，用于向由機(jī)器人所承載的焊接頭進(jìn)行電力供應(yīng)和/或流體供應(yīng)的電纜和管的線束具有若干問題。一方面，必需準(zhǔn)備用于這些電纜和管的固持和引導(dǎo)系統(tǒng)，其最小化了在生產(chǎn)線中在使用機(jī)器人期間可能干擾或者變得纏住外來物體的風(fēng)險。另一方面，也必需引導(dǎo)這些電纜或管以便盡可能減小在機(jī)器人移動期間它們可能經(jīng)受的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)，并且特別地以便減輕電纜由于向常常存在于工業(yè)生產(chǎn)線中的侵蝕性外部介質(zhì)/試劑(焊接飛濺、污垢等)暴露而造成的劣化。電纜向這些介質(zhì)暴露常常導(dǎo)致這些部件更嚴(yán)重和提早的磨損，結(jié)果是導(dǎo)致必須更頻繁地(甚至在首次使用后僅一年或兩年)替換電纜和管，因此需要機(jī)器人的更大數(shù)量的停工和更低的生產(chǎn)率。最后，將線束制備為使得其替換可以用簡單和快速的方式來執(zhí)行也是重要的。

根據(jù)另一方面，本發(fā)明也涉及一種多軸線工業(yè)機(jī)器人，包括根據(jù)本發(fā)明的一種緊湊焊接頭并且特征還在于以下現(xiàn)實(shí)：用于到焊接頭的電力供應(yīng)和/或流體供應(yīng)的所述電纜和/或管在穿過機(jī)器人的所述凸緣形成的通路中不間斷地繼續(xù)直到該頭，由此所述電纜和/或管被完全地布置于機(jī)器人內(nèi)側(cè)和頭內(nèi)側(cè)，而不需要設(shè)置針對于與所述凸緣相對應(yīng)，連接到機(jī)器人的電纜和管上的頭的單獨(dú)電纜或管，不是如已知方案中那樣。

因此，在此具體優(yōu)選實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的焊接頭具備用于與屬于機(jī)器人的供應(yīng)電纜和管直接連接的電連接器和流體連接器，并且因此不具有意圖用于連接到機(jī)器人的電纜和/或管上的其自身的電纜和/或管。

這種方案的一種本質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)在于對供應(yīng)電纜和管的總體完全地保護(hù)避免了在已知方案中所確定的由于在工業(yè)環(huán)境中存在的侵蝕性外部介質(zhì)/試劑(焊接飛濺、污垢等)所決定的這些部件的提早磨損。由本申請者進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)已允許我們預(yù)測本發(fā)明將得到在機(jī)器人線束的更少替換方面的顯著優(yōu)點(diǎn)，已知線束的平均持續(xù)時間可從大約1.5至2年的最短時間改變?yōu)榧s8至10年的最短時間，幾乎與機(jī)器人的壽命相當(dāng)。因此，本發(fā)明能夠產(chǎn)生在機(jī)器人使用實(shí)踐中的實(shí)際性突破。

當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明的緊湊焊接頭也可用于傳統(tǒng)類型的機(jī)器人中。

還應(yīng)當(dāng)指出的是，出于易于維護(hù)的原因，用于向工具供應(yīng)流體的管仍可具備與工具相關(guān)聯(lián)的、并且借助于快速聯(lián)接件而連接到與機(jī)器人相關(guān)聯(lián)的相對應(yīng)管的一種分離的端部。在此情況下，本發(fā)明的基本原理仍適用于與機(jī)器人相關(guān)聯(lián)的電氣電纜(用于電力和/或信號)。

附圖說明

將參考僅以非限制性示例給出的附圖來描述本發(fā)明，在附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的焊接頭的第一實(shí)施例的透視圖，

圖2為圖1的焊接頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意側(cè)視圖，

圖3為圖1的焊接頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的透視圖，

圖4為布置于圖1的焊接頭中的電變壓器的透視圖，

圖5至圖8為以放大比例示出圖2中所示的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的各種細(xì)節(jié)的透視圖，

圖9為根據(jù)發(fā)明的焊接頭的第二實(shí)施例的透視圖，

圖10為圖9的焊接頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意側(cè)視圖，

圖11為圖9的焊接頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的透視圖，

圖12為從本申請者的文獻(xiàn)u.s.8,006,586b2，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的多軸線工業(yè)機(jī)器人的示意圖，在此處僅以舉例說明的方式報告了機(jī)器人，本發(fā)明的焊接頭可應(yīng)用于機(jī)器人上，

圖13為以放大比例和以截面圖示出了圖12的機(jī)器人腕部的視圖，

圖14為根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人的第一實(shí)施例的立視側(cè)視圖，

圖15為本發(fā)明的機(jī)器人的第二實(shí)施例的示意透視圖，

圖16為圖14的機(jī)器人的透視圖，且移除了焊接頭，

圖17為圖3的機(jī)器人的另一局部剖切的示意側(cè)視圖；以及

圖18為以放大比例，在機(jī)器人的凸緣與焊接頭的支承結(jié)構(gòu)之間的連接支架的透視圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的焊接頭的第一實(shí)施例的透視圖。數(shù)字100總體上指示焊接頭，包括由相應(yīng)電極保持臂103、104所承載的兩個焊接電極101、102。由殼體105隱藏了頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，具有后開口和前開口，后開口用于連接到機(jī)器人腕部且焊接頭的電極臂103、104從前開口突伸。殼體105由聯(lián)接在一起的兩個橫向側(cè)半殼105a、105b所形成，具有主壁，主壁平行于由兩個電極保持臂103、104所限定的總平面并且由鎖定拉桿（tierod）106鎖定。圖1還示出了一種連接凸緣108的u形的后壁107，在圖18中最佳地示出，用于將機(jī)器人腕部的凸緣f連接到焊接頭的支承結(jié)構(gòu)。如圖18中所示，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正交地突伸出。

參看圖2、圖3，焊接頭100包括一種支承結(jié)構(gòu)110，支承結(jié)構(gòu)110包括兩個平坦的鋼板111，兩個鋼板111平行并且間隔開，剛性地連接到彼此并且平行于由兩個電極保持臂103、104所限定的總平面，這兩個電極保持臂103、104安裝于兩個板之間。電極保持臂104的結(jié)構(gòu)由螺釘剛性地連接到固定至兩個板11的內(nèi)表面上的一對支架112(圖3)。電極保持臂103的結(jié)構(gòu)替代地連接到一種振蕩臂113，振蕩臂113繞振蕩軸線114而鉸接地安裝于兩個板111之間、并且其由機(jī)電促動器116的桿115控制，其也安裝于兩個板111之間。促動器116本身為已知的類型，包括電動馬達(dá)，齒輪箱和由電動馬達(dá)經(jīng)由齒輪單元旋轉(zhuǎn)地放置的螺母。螺母的旋轉(zhuǎn)造成螺接/旋擰于其內(nèi)的螺釘?shù)木€性移動，這個螺釘連接到桿115。促動器116的部件并未在此處示出，因?yàn)椋缢枋龅哪菢樱@個促動器可根據(jù)任何已知的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)，并且從附圖排除了這些細(xì)節(jié)從而使得附圖更便于和易于理解。

電焊電流跨所述電極101、102而被載運(yùn)/運(yùn)送，使之通過臂103、104的結(jié)構(gòu)，臂103、104由鋁制成并且具有中空棱柱構(gòu)造，且側(cè)壁具有減輕孔117。臂103、104的主體被電連接到布置于焊接頭的支承結(jié)構(gòu)的兩個板11之間的電力變壓器t的兩個輸出極118、119。

而且也參看圖4，變壓器t的主體具有一種后壁120，后壁120朝向機(jī)器人的凸緣；與它相反的前壁121；兩個側(cè)壁122；以及端壁123和124(在圖示方位中，分別為上和下)。

根據(jù)示出的實(shí)施例的基本特征，其允許將特定緊湊性轉(zhuǎn)給焊接頭，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。在圖示示例中，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也借助于具有總體u形構(gòu)造(圖2)的可彈性變形的條帶125和具有總體u形構(gòu)造的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)。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上允許了減小在變壓器t與電極保持臂103、104之間在圖2的水平方向上的距離。因此，頭的大小導(dǎo)致了在其縱向上特別減小，即，在從機(jī)器人的凸緣朝向焊接電極101、102的方向上。

變壓器t和焊接電極101、102二者需要流體制冷。因此，在來自機(jī)器人的電纜和管的束中，包括了制冷劑流體的至少一個遞送管和制冷劑流體的至少一個返回管。參看圖4、圖5和圖6，制冷劑流體的遞送管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)部冷卻回路到變壓器t，制冷劑流體流動通過兩個通道127a、127b，兩個通道127a、127b分別形成于構(gòu)成所述變壓器t輸出極118、119的圓柱形主體中。管道127a從主體118在徑向突伸，而管道127b在終端主體119的端部上同軸地突伸。在管道127a、127b的輸出端處，布置了用于連接管的連接器(未圖示)，連接管將制冷劑流體分別引導(dǎo)至臂103和電極101、并且引導(dǎo)至臂104和電極102。特別地(參看圖2)，電極101然后通過一種穿過臂103內(nèi)腔而布置的柔性管128來接收制冷劑流體，由電極101加熱的制冷劑流體然后被輸送到另一柔性管129內(nèi)，其也布置于臂103的內(nèi)腔中。管128、129的近端經(jīng)由連接器130而被連接(參看圖2和圖7)。兩個連接器130之一由一種柔性管連接到布置于管道127a(圖5)的出口端上的連接器，而另一連接器130連接到一種柔性管(未圖示)，柔性管返回到機(jī)器人的內(nèi)側(cè)，而不穿過變壓器t。這個管道將制冷劑返回流體從電極101運(yùn)送/載運(yùn)到機(jī)器人。此外，在臂104內(nèi)，設(shè)置了兩個柔性管131、132，用于將制冷劑流體發(fā)送到電極102和用于使已冷卻了電極102的制冷劑流體返回。兩個柔性管以131、132指示，并且被連接到兩個連接器133(圖2和圖8)。兩個連接器133之一借助于柔性管(未圖示)而被連接到布置于管道127b(圖6)的出口端上的連接器，而另一連接器133被連接到直接地返回到機(jī)器人內(nèi)側(cè)的柔性管。

附圖中的圖4為也示出在變壓器t的后壁120上設(shè)置一種三極電連接器d1，用于連接電力電纜與在平行于頭的橫向的方向(即，正交于兩個臂的總平面的方向)上對準(zhǔn)的三個極。在壁120上也布置了用于電信號電纜的電連接器d2。在頭整合于機(jī)器人中并且并不具備其自己的電纜和/或管的應(yīng)用的情況下，這樣的連接器計劃用于接納直接地來自機(jī)器人的電纜。但是，如已經(jīng)指示的那樣，根據(jù)本發(fā)明的頭也可用于任何已知的和常規(guī)類型的機(jī)器人中，其中頭能快速地連接到機(jī)器人腕部，并且具備連接到屬于機(jī)器人的電纜和管的其供應(yīng)電纜和管。

附圖中的圖9為示出圖1的變型的透視圖，對應(yīng)于具有焊接頭的滑動臂的型式。在此圖中，與圖1的那些零件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，焊接頭100的結(jié)構(gòu)由殼體105完全地覆蓋，殼體105包括由拉桿連接器件106接合在一起的兩個半殼105a、105b。在圖10、圖11中可看出圖9的焊接頭的支承結(jié)構(gòu)。其本質(zhì)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具有肘形構(gòu)造，以此方式使得，電極102安置于促動器116的軸線上。其它臂103由在棱柱引導(dǎo)件200內(nèi)的可滑動地引導(dǎo)的桿構(gòu)成，棱柱引導(dǎo)件200由固定到頭結(jié)構(gòu)的板111上的兩個板201在端部處承載。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關(guān)閉位置之間線性地移位，在打開位置，電極101、102間隔開；在關(guān)閉位置，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，且其中，變壓器t的輸出極被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(圖10)而不是如圖2的型式的情況下豎直地定向的u形構(gòu)造，并且被直接地連接到構(gòu)成臂103的桿。而且，在此情況下，當(dāng)然，電極的冷卻回路類似于在上文中參考圖2所描述的冷卻回路，其在圖10中未示出，為了使視圖更加簡化。

如重復(fù)地聲明的，根據(jù)本發(fā)明的焊接頭可用于已知類型的任何機(jī)器人上。僅舉例說明，圖12示出了從文獻(xiàn)u.s.8,006,586b2已知的機(jī)器人。

在圖12中所示的示例的情況下，機(jī)器人10包括一種基座結(jié)構(gòu)12，基座結(jié)構(gòu)12支承著一種可繞第一豎直軸線i旋轉(zhuǎn)的立柱(upright)13。立柱13繼而支承著一種豎直臂14，豎直臂14可繞水平地指向的第二軸線ii旋轉(zhuǎn)。豎直臂14的上端繼而支承著一種結(jié)構(gòu)16，結(jié)構(gòu)16支承著臂18，可繞水平地指向的第三軸線iii旋轉(zhuǎn)。臂18由結(jié)構(gòu)16繞第四軸線iv加以支承，第四軸線iv與臂18的主軸線重合。臂18的遠(yuǎn)端承載著一種鉸接的腕部20，鉸接的腕部20被以放大比例并且在圖13中以截面圖示出。如在以下截面圖中顯然的，腕部20的主要特征在于以下現(xiàn)實(shí)：其為中空腕部，適于限定一種在其本身內(nèi)的連續(xù)通路，在連續(xù)通路中能引導(dǎo)該工具的供應(yīng)電纜和管的束。但是，顯然，本發(fā)明的教導(dǎo)內(nèi)容也適用于一種具有任何不同構(gòu)造的機(jī)器人，和特別地一種具有與此處以舉例說明的方式示出的構(gòu)造不同構(gòu)造的中空腕部。

參看圖13，腕部20包括第一基本上肘形的中空主體22，并且包括第一端和第二端和通往這些端部的通過腔。第一中空主體22的第一端計劃借助于螺釘19而剛性地連接到可繞軸線iv旋轉(zhuǎn)的機(jī)器人臂18。而且，腕部20包括一種第二基本上肘形中空主體24，并且包括第一端和第二端、以及一種通往這些端部的通過腔。第二中空主體24的第一端安裝到第一中空主體22的第二端上，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以及通往這些端的通過腔。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)。

如已經(jīng)指示的那樣，所述第一中空主體22、第二中空主體24和第三中空主體26的通過腔形成了一種沿著軸線iv、v、vi的連續(xù)通路，用于電力和/或流體供應(yīng)的電纜和/或管以及與由第三中空主體26所承載的凸緣f相關(guān)聯(lián)的工具的控制件穿過這些連續(xù)通路而布置。所述通路具有相當(dāng)大容量，由此，其可接納的電纜和/或管的總數(shù)是相當(dāng)大的。

例如，在工具為電點(diǎn)焊頭的情況下，穿過機(jī)器人腕部的內(nèi)部通路的電力供應(yīng)線包括制冷劑流體的兩個遞送管，制冷劑流體的兩個返回管，用于頭的電驅(qū)動馬達(dá)的控制信號的電纜，這種電動馬達(dá)的電力電纜，多總線電纜(multi-buscable)，以及用于電焊電流的三個電力供應(yīng)電纜(或者，替代地，具有三根線的單根電繩(powercord))。

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的傾斜的選擇允許得到機(jī)器人腕部的寬工作范圍，并且同時，保證了在腕部內(nèi)的電纜和/或管的簡單并且連續(xù)的通路。如可以看出的，在軸線iv、v、vi共面的情況下，它們限定了一種z形構(gòu)造。

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)置用于第一組齒輪馬達(dá)27的外殼。根據(jù)第一中空主體22的、和計劃聯(lián)接到機(jī)器人臂18的其圓柱形部的大小，用于第一齒輪馬達(dá)27的外殼可完全/完整地包含于第一中空主體22內(nèi)，或者甚至部分地在機(jī)器人臂18內(nèi)，但總是以這樣的方式使得，第一齒輪馬達(dá)27實(shí)質(zhì)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大小。與第二中空主體24相對應(yīng)，設(shè)置了用于第二齒輪馬達(dá)29的另一外殼。特別地，如在圖13中可看出，中空主體24在外部在其側(cè)壁上設(shè)有座，其中第二齒輪馬達(dá)29基本上平行于軸線vi定向地接納于該座中。由于中空主體22和24的肘形構(gòu)造，發(fā)現(xiàn)了齒輪馬達(dá)29與中空主體22的壁間隔開以便永不干擾中空主體，無論由中空主體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(dá)29的特定布置允許維持腕部的橫向大小在有限的閾值內(nèi)。而且，由于當(dāng)由中空主體24使齒輪馬達(dá)29旋轉(zhuǎn)時，齒輪馬達(dá)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°)而傾斜，限制了對抗所述齒輪馬達(dá)29的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的慣性力。

在第一中空主體22與第二中空主體24之間布置了已知類型的單個交叉的滾柱軸承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剛性地連接到第二中空主體24、而內(nèi)圈38剛性地連接到第三中空主體26。

每個齒輪馬達(dá)27、29包括馬達(dá)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)選地為周轉(zhuǎn)型（epicyclic）或協(xié)調(diào)(harmonic)型。每個齒輪箱40在其端部之一處通過聯(lián)接凸緣31而聯(lián)接到其相對馬達(dá)28、30。聯(lián)接凸緣由螺釘35a連接到馬達(dá)28、30，并且借助于其它螺釘35b連接到齒輪箱。

在另一端處，齒輪箱40承載著用于傳遞運(yùn)動的小齒輪42、46，小齒輪42、46現(xiàn)借助于多個螺釘35c固定。包括第一馬達(dá)28、齒輪箱40和小錐齒輪42的第一齒輪馬達(dá)27由螺釘固定成與相應(yīng)外殼的底部的壁39抵接。在外殼底部的壁39與小錐齒輪42所固定到的齒輪箱的端部之間插置了一種用于固定和調(diào)整空隙的凸緣41。在腕部的組裝期間，套管41的厚度被調(diào)適以便獲得成對的錐齒輪的正確嚙合。小錐齒輪42與環(huán)形錐齒圈44的內(nèi)齒相嚙合，并且這借助于螺釘(未圖示)固定到軸承33的外圈34，剛性地連接到第二中空主體24。包括第二馬達(dá)30、齒輪箱40、和圓柱形小齒輪46的第二齒輪馬達(dá)29被插入于在第二中空主體24中所形成的外殼內(nèi)，并且借助于螺釘而固定成與所述外殼的底部的壁43相抵接。圓柱形小齒輪46與固定到軸承37的內(nèi)圈38上的圓柱形環(huán)形輪48相嚙合。來自馬達(dá)28的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過齒輪箱40轉(zhuǎn)換并且轉(zhuǎn)移到小錐齒輪42，小錐齒輪42旋轉(zhuǎn)了剛性地連接到軸承33的外圈34上的環(huán)形錐齒圈44，軸承33繼而固定到第二中空主體24。以此方式，執(zhí)行了第二中空主體24繞軸線v的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)啟動第二馬達(dá)30時，旋轉(zhuǎn)通過所述齒輪箱40而被轉(zhuǎn)移到圓柱形小齒輪46。圓柱形小齒輪46與輪缸48相嚙合，輪缸48被剛性地連接到內(nèi)圈38和第三中空主體26。以此方式執(zhí)行了第三中空主體26繞軸線vi的旋轉(zhuǎn)。

腕部的內(nèi)腔允許了計劃與凸緣f相關(guān)聯(lián)的焊接頭的供應(yīng)電纜和/或管道c通過。這些電纜和/或管道c與套管47相關(guān)聯(lián)。

根據(jù)本發(fā)明的焊接頭的可能的應(yīng)用提供了上文所描述的圖12、圖13中所示的已知類型的機(jī)器人的頭的安裝。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，借助于一種快速附連系統(tǒng)來執(zhí)行了這種組裝，并且提供了在屬于機(jī)器人的供應(yīng)電纜和管與屬于頭的電纜和管之間的連接。

另一特別有利的應(yīng)用為：其提供了根據(jù)本發(fā)明的焊接頭到上文所規(guī)定類型的機(jī)器人內(nèi)的完全整合，這排除了頭的電纜和管、以及機(jī)器人的電纜和管到設(shè)置于頭上的連接件的直接連接。

附圖中的圖14示出了具有整合的頭的機(jī)器人的本方案的第一變型。在此圖中，與圖12中的那些零件共同的零件由相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)注。

圖14示出了其中圖1的焊接頭整合到機(jī)器人內(nèi)的實(shí)施例，其中兩個電極保持臂之一為固定的，而另一臂振蕩地安裝。然而，作為具有振蕩臂的這樣的焊接頭的替代，可能設(shè)置圖9中所示類型的焊接頭，其中兩個電極保持臂之一為固定的而另一個為可線性地滑動的，如在圖17中具體地示出。

如圖17中所示，圖示的機(jī)器人和圖12的已知機(jī)器人共有以下現(xiàn)實(shí)：穿過整個系列機(jī)器人元件和穿過機(jī)器人腕部，限定了一種連續(xù)內(nèi)部通路，在連續(xù)內(nèi)部通路中接納了供應(yīng)電纜和管的束c。在圖17中，圖示出了所有電纜和管被包含在單個柔性護(hù)套內(nèi)的罩殼，但當(dāng)然，這個特征并非至關(guān)重要的，并且電纜和管的束可沿著其延伸部簡單地設(shè)置多個擰緊/張緊夾具。

在已知機(jī)器人的情況下，并且在圖12、圖13中所示的已知機(jī)器人的具體情況下，供應(yīng)電纜和管的束對應(yīng)于與機(jī)器人相關(guān)聯(lián)的工具的連接凸緣f而中斷。通常，這樣的凸緣具備用于使布置于機(jī)器人上的電纜和管與安裝于機(jī)器人上的焊接頭所關(guān)聯(lián)的單獨(dú)電纜和/或管道連接著的多個連接件。

與這種布置對照，在圖14至圖17的機(jī)器人中，并不提供由機(jī)器人所承載的焊接頭的快速替換，并且焊接頭并不具備當(dāng)頭安裝于機(jī)器人凸緣上時連接到機(jī)器人的電纜和管上的單獨(dú)電纜和管。如可在圖16、圖17中清楚地看出，在這些圖中所示的機(jī)器人的情況下，穿過機(jī)器人的整個延伸部和中空機(jī)器人腕部的電纜和管在一種穿過所述凸緣f、f1(圖16)而形成的、直到在布置于焊接頭結(jié)構(gòu)內(nèi)的電變壓器t上所設(shè)置的一種輸入連接器的通路中連續(xù)不間斷。

如將會從下文的描述顯然的，因此本發(fā)明提供一種橫穿整個機(jī)器人、機(jī)器人腕部并且到達(dá)工具板上的使用者裝備的單個電纜束，從而使得電纜和管的束的整個延伸部被完全地包含于機(jī)器人的結(jié)構(gòu)內(nèi)，在腕部的結(jié)構(gòu)內(nèi)并且在焊接頭的結(jié)構(gòu)內(nèi)。

因此，在圖14至圖17中所示的具體應(yīng)用的情況下，焊接頭被完全地整合到機(jī)器人內(nèi)，從而使得機(jī)器人和焊接頭一起形成單一的“焊接機(jī)”，而沒有在“機(jī)器人”部分與“工具”部分之間的任何區(qū)分，并且沒有快速替換所述工具的任何可能性。這種方案，與從文獻(xiàn)u.s.8,006,586b2已知的方案相比具有不提供用于在機(jī)器人的電纜和管與布置于焊接頭的板上的單獨(dú)電纜和管之間連接的任何連接器，并且因此并不帶來這種已知方案的任何缺陷，其中與頭相關(guān)聯(lián)的、從機(jī)器人的凸緣朝向頭延伸的電纜和管至少部分地向外側(cè)暴露。

如已經(jīng)了解的，通過提供用于焊接頭的外殼體105而進(jìn)一步改進(jìn)了這個優(yōu)點(diǎn)，外殼體105形成機(jī)器人主體的延長部、并且完全地隱藏了延伸超過機(jī)器人凸緣的電纜和管的伸展部。

圖15示出了本發(fā)明的另一應(yīng)用，其中機(jī)器人10具有與圖14的機(jī)器人的結(jié)構(gòu)基本上相同的、但安裝于相反位置的結(jié)構(gòu)，并且基座結(jié)構(gòu)12固定到工業(yè)設(shè)備的“頂板”13(一種頂置/吊頂框架)。

圖16示出拆卸了焊接頭的圖14的機(jī)器人，并且如在根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人中，突出顯示了電纜和管的束c穿過機(jī)器人凸緣f的中心開口f1出來、并且直接地繼續(xù)直到直接連接到設(shè)置于焊接頭內(nèi)側(cè)的電連接器和液壓聯(lián)接件上的連接器r。因而，束c從機(jī)器人的基座一直到在機(jī)器人的結(jié)構(gòu)內(nèi)、和在焊接頭100的殼體105內(nèi)側(cè)的保持完全隱藏的焊接頭內(nèi)側(cè)的裝備，而沒有任何暴露的部分，即使在機(jī)器人的凸緣f與焊接頭內(nèi)側(cè)的裝備之間的最終伸展中，并且在機(jī)器人凸緣處無電纜或管的任何中斷或連接。這種設(shè)置如在上文中已經(jīng)描述的那樣，可在圖17中明顯地看出，其以舉例說明的方式指滑動電極類型的焊接頭的情況，應(yīng)了解到其也可立即適用于具有振蕩臂的焊接頭的情況。

當(dāng)然，在不影響到/沒有不利于本發(fā)明的原理的情況下，相對于單純舉例描述和圖示的內(nèi)容，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，構(gòu)造和實(shí)施例的細(xì)節(jié)可有很大差別。

特別地，如一再指出的那樣，根據(jù)本發(fā)明的焊接頭可用于任何類型的機(jī)器人中，這里例解的應(yīng)用僅以優(yōu)選示例的方式給出。