DE19916706A1

DE19916706A1 - Roboter mit einer die Störkontur wenig beeinflussenden Energiezuführung

Info

Publication number: DE19916706A1
Application number: DE1999116706
Authority: DE
Inventors: Alwin Berninger
Original assignee: KUKA Roboter GmbH
Current assignee: KUKA Deutschland GmbH
Priority date: 1999-04-14
Filing date: 1999-04-14
Publication date: 2000-10-19

Abstract

Mehrachsiger Roboter mit zumindest einem Sockel, einer Schwinge, einem Roboterarm und mit zumindest teilweise außenseitig geführten Kabeln mit Längenreserve, die in einer Kabelführung geführt sind, insbesondere Versorgungskabeln von an dem Roboter angeordneten Werkzeugen, wobei die Kabelführung zumindest im Bereich der Längenreserve eine faltbare Struktur aufweist und zumindest im Bereich der Schwinge innerhalb der Roboterkontur angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrachsigen Roboter mit zumindest einem Sockel, einer Schwinge, einem Roboterarm und mit zumindest teilweise außenseitig geführten Kabeln mit Längenreserve die in einer Kabelführung geführt sind, insbesondere Versorgungskabeln von an dem Roboter ange ordneten Werkzeugen.

Mehrachsige Roboter weisen mehrere, relativ zueinander verschwenkbare Teile auf, wobei beim Verschwenken Dis tanzänderungen zwischen einzelnen Punkten des Roboters auftreten. Dabei ist zu beachten, daß sowohl einzelne Elemente des Roboters als auch an diesem angeordnete Werkzeuge mit Versorgungskabeln verbunden sind. Insbeson dere am Ende des Roboterarms angeordnete Werkzeuge benö tigen eine große Längenreserve der zu ihnen geführten Kabel, da diese insbesondere den Positionsänderungen der Werkzeuge und Achsenantriebe folgen müssen. Dabei ist darauf zu achten, daß die Funktionsfähigkeit des Roboters durch die Führung der Kabel nicht beeinträchtigt ist. Bei einer freien Führung der Kabel besteht bei allen Arbeiten des Roboters, bei denen die Längenreserve der Versor gungskabel nicht genutzt ist, und vor allem bei Überkopf arbeiten der Nachteil, daß die Bewegungen der Roboter teile durch die Kabel beeinträchtigt sein können.

Die bei bekannten Robotern eingesetzte Kabelführung mit Schellenfixierung, in Schutzschläuchen oder Kabelspiralen ermöglicht es zwar den Verlauf der Versorgungskabel so festzulegen, daß eine Kollision mit den beweglichen Teilen des Roboters ausgeschlossen ist, führt aber an dererseits zu einer deutlich vergrößerten Störkontur des Roboters.

Die EP 0 891 842 A1 zeigt einen Roboter, bei dem das Versorgungskabel im Innern der Roboterarme oder in zu sätzlich an den Außenseiten der Roboterarme bzw. Roboter teile angeordneten Kabelschächten geführt ist. Von Nachteil bei dieser Ausführung ist neben dem hohen kon struktiven Aufwand auch die durch die Innenführung der Kabel deutlich erschwerte Austauschbarkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kabelfüh rung bei einem mehrachsigen Industrieroboter so auszubil den, daß bei einfacher Zugänglichkeit des Versorgungska bels die Störkontur des Roboters möglichst klein ist, wobei die Bewegungsfreiheit der einzelnen Roboterteile durch die Kabelführung nicht beeinträchtigt ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Roboter der eingangs be schriebenen Art dadurch gelöst, daß die Kabelführung zumindest im Bereich der Längenreserve eine faltbare Kontur aufweist und zumindest im Bereich der Schwinge innerhalb der Roboterkontur angeordnet ist.

Bei dieser Ausbildung ist durch die Anordnung der Kabel führung an der Innenseite der Schwinge eine größere Störkontur vermieden, wobei die faltbare Struktur der Kabelführung eine weitgehend freie Führung der Kabel auch im Bereich ihrer Längenreserve ermöglicht, ohne daß die Gefahr besteht, daß diese Längenreserve der Kabel bei Nichtnutzung die Beweglichkeit der einzelnen Roboterteile beeinträchtigen könnte.

In einer vorteilhaften Ausführung sind die Kabel im Bereich der Schwinge weitgehend in der Verlängerung des Sockels geführt. Bei einer Nichtnutzung der Längenreserve des Kabels erstreckt sich dieses innerhalb der durch die Sockelgrundfläche und die Schwinge definierten Kontur des Roboters, wodurch die Ausbildung einer über die Kontur des Roboters hinausgehenden Störkontur vermieden ist.

In bevorzugter Ausbildung weist die Kabelführung ein, insbesondere sehr flaches Rechteckprofil auf, das einer seits eine verbesserte Faltbarkeit und andererseits eine enganliegende Führung an den Roboterteilen in den Ber eichen ermöglicht, in denen die Kabel keine Längenreserve aufweisen.

Mit Vorteil weist die Kabelführung dabei im Bereich der Längenreserve Sollfaltstellen auf, die bei Nichtnutzung der Längenreserve, zu einer definierten Faltung der Kabelführung führen. Die Längenreserve vor allem der Energiezuführung für das Werkzeug wird hauptsächlich beim Schwenken und Verdrehen des Werkzeugs in Anspruch genom men.

In einer günstigen Ausführungsform ist die Kabelführung als Kabelhalter ausgebildet. Dies führt zu einer beson ders leichten Austauschbarkeit, wodurch die Kabelführung mit minimalem Aufwand an besondere Erfordernisse angepaßt werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Beschreibung eines Ausfüh rungsbeispiels, das in der Zeichnung wiedergegeben ist. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Frontansicht eines erfindungsgemäßen Roboters - senkrecht zur A2-Achse und

Fig. 2 eine seitliche perspektivische Darstellung des Roboters.

Der Industrieroboter 1 weist einen Sockel 2 auf, an dem um eine vertikale Achse A1 verschwenkbar ein Karussell 3 angeordnet ist. Um die horizontale Achse A2 verschwenkbar ist an dem Karussell 3 eine Schwinge 4 angeordnet. Gegen über der Schwinge 4 ist der Roboterarm 5 um die horizon tale Achse A3 verschwenkbar angeordnet. An dem vorderen Ende des Roboterarms 5 ist die Roboterhand 6 angeordnet, an der nicht gezeigte Bearbeitungswerkzeuge angebracht werden können.

Zur Versorgung der im Bereich der Roboterhand angeordne ten, nicht gezeigten Werkzeuge werden Versorgungskabel in einer Kabelführung 7 von dem Sockel 2 des Roboters zu der Hand 6 geführt. Im Bereich der Achse A1 des Sockels verläuft die Kabelführung in einer Hohlkonstruktion innerhalb des Sockels 2, die bis in den Bereich der Schwinge 4 führt. Zwischen den Achsen A2 und A3 verläuft die Kabelführung 7 an der Innenseite der Schwinge 4, d. h. weitgehend in der Fortführung des Sockels 2 und somit innerhalb der Kontur des Roboters. In diesem Bereich entlang der Schwinge 4 weist die Kabelführung 7 mit den in dieser geführten Versorgungskabeln eine Längenreserve auf, die eine Verschwenkung der einzelnen Roboterteile ermöglicht, ohne daß die Versorgungskabel bzw. die Kabel führung 7 einer schädlichen Zugbeanspruchung unterworfen sind. Bei Nichtnutzung dieser Längenreserve faltet sich die Kabelführung 7 im Bereich der Schwinge 4, wobei durch Sollfaltstellen 7a der Verlauf der Kabelführung 7 im gefalteten Zustand weitgehend vorgegeben ist. Die Ausbil dung einer unerwünschten Störkontur, die über die Kontur der Roboterteile hinausgeht ist somit vermieden. Im Bereich des Roboterarms 5 ist der Abschnitt 7b der Kabel führung 7 ohne Längenreserve außenseitig eng anliegend an dem Arm geführt. Die Kabelführung 7 besteht dabei aus einer Materialkombination aus Aluminium und Kunststoff, die die Faltbarkeit ohne eine Schädigung des Materials ermöglicht. Um die Kabelführung den verschiedenen Ein satzmöglichkeiten des Roboters optimal anpassen zu kön nen, besteht die Kabelführung aus einzelnen Modulen, die einzelen austauschbar sind.

Bezugszeichenliste

1

Industrieroboter

2

Sockel

3

Karussell

4

Schwinge

5

Roboterarm

6

Roboterhand

7

Kabelführung

7

a Sollfaltstelle

7

b enganliegender Kabelführungsabschnitt
A1 vertikale Achse
A2 horizontale Achse
A3 horizontale Achse

Claims

1. Mehrachsiger Roboter mit zumindest einem Sockel, einer Schwinge, einem Roboterarm und mit zumindest teilweise außenseitig geführten Kabeln mit Längen reserve, die in einer Kabelführung geführt sind, insbesondere Versorgungskabel von an dem Roboter angeordneten Werkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelführung (7) eine zumindest teilweise falt bare Struktur aufweist und zumindest im Bereich der Schwinge (4) innerhalb der Roboterkontur angeordnet ist.

2. Roboter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelführung (7) im Bereich der Schwinge (4) weitgehend in der Verlängerung des Sockels (2) geführt ist.

3. Roboter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Kabelführung (7) ein Rechteckprofil aufweist.

4. Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelführung (7) im Bereich der Längenreserve Sollfaltstellen (7a) aufweist.

5. Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelführung (7) als Kabel führungskette ausgebildet ist.

6. Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelführung (7) einen Schutzschlauch aufweist.