DE19916706A1

DE19916706A1 - Multi-axis industrial robot; has excessive length of supply cable in external partly foldable guide, arranged inside contour of link arm of robot

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

The robot (1) has a robot arm (5) and a supply cable with extra length, which is at least partly externally guided, e.g. for a tool assigned to the robot. The cable guide (7) has an at least partly foldable structure, and as arranged inside the robot contour, at least near the area of a link arm (4) of the robot.

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.The invention relates to a multi-axis robot at least one base, a swing arm, a robot arm and with at least partially outside cables with length reserve that are guided in a cable guide, in particular supply cables to the robot arranged tools.

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.Multi-axis robots have several, relative to each other pivotable parts, whereby when pivoting Dis dance changes between individual points of the robot occur. It should be noted that both individual Elements of the robot and arranged on this Tools are connected to supply cables. In particular which tools are arranged at the end of the robot arm have a large length reserve of those led to them Cable, as this particularly changes the position of the Tools and axis drives must follow. It is make sure that the robot is functional is not affected by the routing of the cables. At There is free routing of the cables for all work of the robot, where the length reserve of the Versor cable is not used, and especially with overhead the disadvantage is that the movements of the robots work parts may be affected by the cables.

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.The cable routing used in known robots with Clamp fixing, in protective hoses or cable spirals it does allow the routing of the supply cable determine that a collision with the moving Parts of the robot is excluded, but leads on the other hand to a significantly enlarged interference contour of the Robot.

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.EP 0 891 842 A1 shows a robot in which the Supply cable inside the robot arms or in too additionally on the outside of the robot arms or robots parts arranged cable ducts is guided. Of The disadvantage of this version is in addition to the high con structural effort also through the internal guidance of the Interchangeability of cables is significantly more difficult.

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.The invention is based, the cable guide training with a multi-axis industrial robot the fact that with easy access to the supply box bels the interference contour of the robot is as small as possible, where the freedom of movement of the individual robot parts is not affected by the cable routing.

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.This task is at the beginning of a robot Written type solved in that the cable management a foldable one, at least in the area of the length reserve Has contour and at least in the area of the rocker is arranged within the robot contour.

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 this training is due to the arrangement of the cables a larger guide on the inside of the swingarm Avoid interference contour, the foldable structure of the Cable routing also largely free cable routing allows in the area of their length reserve without the There is a risk that this length reserve of the cables Not using the mobility of the individual robot parts could affect.

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 an advantageous embodiment, the cables are in the Area of the swing arm largely in the extension of the Led base. If the length reserve is not used of the cable this extends within the through the Base area and the rocker defined contour of the Robot, which causes the formation of a contour interference contour going beyond the robot is avoided.

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.In a preferred embodiment, the cable guide has especially very flat rectangular profile, which one on the one hand an improved foldability and on the other hand one tight guidance on the robot parts in the area oak in which the cables have no length reserve exhibit.

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.Advantageously, the cable routing in the area of Length reserve target folds on when not in use the length reserve, for a defined folding of the Guide the cables. The length reserve especially the Energy supply for the tool is mainly used for Swiveling and turning the tool genom in claim 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.In a favorable embodiment, the cable routing designed as a cable holder. This leads to a particular easy interchangeability, which means the cable routing adapted to special requirements with minimal effort can be.

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:Further features and advantages of the invention result from the claims and the description of an embodiment Example, which is shown in the drawing. It shows:

Fig. 1 eine Frontansicht eines erfindungsgemäßen Roboters - senkrecht zur A2-Achse und Fig. 1 is a front view of a robot according to the invention - perpendicular to the A2 axis and

Fig. 2 eine seitliche perspektivische Darstellung des Roboters. Fig. 2 is a side perspective view of the robot.

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.The industrial robot 1 has a base 2 on which a carousel 3 is arranged so as to be pivotable about a vertical axis A1. A swing arm 4 is arranged on the carousel 3 so as to be pivotable about the horizontal axis A2. Against the rocker 4 , the robot arm 5 is arranged pivotable about the horizontal axis A3. At the front end of the robot arm 5 , the robot hand 6 is arranged, on which processing tools, not shown, can be attached.

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. In order to supply the tools, not shown, in the region of the robot hand, supply cables are guided in a cable guide 7 from the base 2 of the robot to the hand 6 . In the area of the axis A1 of the base, the cable guide runs in a hollow construction within the base 2 , which leads into the area of the rocker 4 . Between the axes A2 and A3, the cable guide 7 runs on the inside of the rocker 4 , ie largely in the continuation of the base 2 and thus within the contour of the robot. In this area along the rocker 4 , the cable guide 7 with the supply cables guided in it has a length reserve which allows the individual robot parts to be pivoted without the supply cable or the cable guide 7 being subjected to a harmful tensile stress. If this length reserve is not used, the cable guide 7 folds in the area of the rocker 4 , the course of the cable guide 7 in the folded state being largely predetermined by predetermined folding points 7 a. The training of an undesirable interference contour that goes beyond the contour of the robot parts is thus avoided. In the area of the robot arm 5 , the section 7 b of the cable guide 7 without a length reserve is guided close to the outside of the arm. The cable guide 7 consists of a material combination of aluminum and plastic, which enables the foldability without damaging the material. In order to be able to optimally adapt the cable routing to the various uses of the robot, the cable routing consists of individual modules that can be replaced individually.

Reference list

11

Industrieroboter
Industrial robots

22nd

Sockel
base

33rd

Karussell
carousel

44th

Schwinge
Swingarm

55

Roboterarm
Robotic arm

66

Roboterhand
Robotic hand

77

Kabelführung
Cable routing

77

a Sollfaltstelle
a target folding point

77

b enganliegender Kabelführungsabschnitt
A1 vertikale Achse
A2 horizontale Achse
A3 horizontale Achse
b Tight-fitting cable routing section
A1 vertical axis
A2 horizontal axis
A3 horizontal axis

Claims

1. Multi-axis robot with at least one base, a rocker arm, a robot arm and with at least partially externally guided cables with length reserve, which are guided in a cable guide, in particular supply cables of tools arranged on the robot, characterized in that the cable guide ( 7 ) has an at least partially foldable structure and is arranged at least in the area of the rocker ( 4 ) within the robot contour.

2. Robot according to claim 1, characterized in that the cable guide ( 7 ) in the area of the rocker ( 4 ) is largely guided in the extension of the base ( 2 ).

3. Robot according to claim 1 or 2, characterized in that the cable guide ( 7 ) has a rectangular profile.

4. Robot according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cable guide ( 7 ) in the region of the length reserve predetermined folding points ( 7 a).

5. Robot according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cable guide ( 7 ) is designed as a cable guide chain.

6. Robot according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cable guide ( 7 ) has a protective tube.