DE3532265A1

DE3532265A1 - Gelenkkopf fuer einen industrieroboter

Info

Publication number: DE3532265A1
Application number: DE19853532265
Authority: DE
Inventors: Robert Kleemann; Rainer Keppler
Original assignee: MANUTEC GESELLSCHAFT fur AUTOMATISIERUNGS- und HANDHABUNGSSYSTEME MBH; Manutec Gesellschaft fuer Automatisierungs und Handhabungssysteme mbH
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-09-10
Filing date: 1985-09-10
Publication date: 1987-03-12

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gelenkkopf für einen Industrieroboter mit

a) einer ersten, im Gelenkkopfgehäuse gelagerten Dreh welle, mit der ein Kopfteil relativ zum Gehäuse schwenkbar ist,
b) einer radial zur ersten Drehwelle liegenden und im Kopfteil gelagerten zweiten Drehwelle,
c) einem zentrisch auf der ersten Drehwelle fest ange ordneten ersten Kegelrad, in welches ein Ritzel einer ersten, im Kopf mündenden Antriebswelle ein greift und
d) einem drehbar zentrisch auf der ersten Drehwelle gelagerten und mit der zweiten Drehwelle in An triebsverbindung stehenden zweiten Kegelrad, in welches ein Ritzel einer zweiten, im Kopf münden den Antriebswelle eingreift.

Mit diesem Oberbegriff wird auf eine Anordnung Bezug genommen, wie sie beispielsweise durch das deutsche Gebrauchsmuster 82 14 938.0 bekannt ist.

Bei diesem bekannten Gelenkkopf mit zwei Freiheits graden dient die erste Drehachse für eine Schwenkung eines Werkzeuges und die zweite Drehachse für die Drehung des Werkzeuges. Zum Antrieb der beiden Achsen sind konzentrisch ineinander geführte Antriebswellen mit Kegelrädern vorgesehen, deren Antriebsmotoren in einem vorhergehenden Roboterteil sitzen.

Eine derartige Konstruktion mit koaxial ineinander verlaufenden Antriebswellen ist von der Montage her nicht ganz unproblematisch und führt außerdem durch die in der Verlängerung der Antriebswellen liegen den Kegelräder zu einem relativ langgestreckten Auf bau des Gelenkkopfes.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Gelenkkopf der eingangs genannten Art möglichst gedrungen und kompakt auszugestalten, aber dabei trotzdem relativ hohe Schwenkwinkel zuzulassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merk male gelöst:

e) beide Antriebswellen münden im Kopf parallel im Abstand zueinander,
f) die beiden Kegelräder sind auf der ersten Dreh welle mit nach außen weisender Verzahnung in einem an den Abstand der Antriebswellen angepaßten Ab stand voneinander angeordnet und
g) der schwenkbare Kopfteil ist im wesentlichen zwi schen den Kegelrädern untergebracht.

Auf diese Weise erhält man eine geschlossene und ge drungene Konstruktion. Weitere vorteilhafte Ausge staltungen in bezug auf die Lagerung und die Antriebs verbindung zur zweiten Drehwelle sind in den Unter ansprüchen näher beschrieben.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs beispiels sei die Erfindung näher beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Kopf und Fig. 2 eine Ansicht des Kopfes.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist in einem Gehäuse 1 des Gelenkkopfes eine erste Drehwelle 2 gelagert, mit der ein Kopfteil 4 um die Wellenlängsachse relativ zum Gehäuse 1 schwenkbar ist. Zur Lagerung der Dreh welle 2 dienen dabei im Gehäuse 4 angeordnete Kugel lager 7 und 9. Im Kopfteil 4 ist mittels Lagern 24 und 25 eine radial zur Drehwelle 2 liegende Dreh welle 3 gelagert, mit der zum Beispiel ein nichtgezeig tes Werkstück in Richtung des Doppelpfeiles 27 gedreht werden kann.

In Ausnehmungen 15 und 16 des Gehäuses 1 tauchen die mit Ritzeln 19 und 20 versehenen Enden zweier parallel zueinanderliegender Antriebswellen 17 und 18 ein, die von im vorhergehenden Roboterteil angeordneten, nicht gezeigten Elektromotoren angetrieben werden. Diese Antriebswellen sind mit ihren Lagern 21 und 22 axial an Schultern 23 des Gehäuses 1 abgestützt und greifen mit ihren am vorderen Ende befindlichen Ritzeln 19 und 20 jeweils in Kegelräder 5 und 6 ein, die zentrisch zur Drehwelle 2 liegen. Das Kegelrad 6 ist fest mit der Welle 2 und dem Kopfteil 4 verbunden und zusätzlich über Rollenlager 8 gegen das Gehäuse 1 abgestützt. Bei einer Drehung der Antriebswelle 18 wird diese Drehung über das Kegelrad 6 demzufolge auf die Drehwelle 2 übertragen, so daß diese entsprechend dem Doppelpfeil 28 mit dem zugehörigen Kopfteil 4 verschwenkt wird.

Zur Übertragung der Antriebsbewegung von der Antriebs welle 17 auf die Drehwelle 3 dient ein Kegelrad 5, das die gleiche Größe wie das Kegelrad 6 aufweist und mittels Lagern 11 drehbar auf der Drehwelle 2 gelagert ist. Das Kegelrad 5 ist gleichzeitig auch noch gegen über einer Schulter 26 der Drehwelle 2 in axialer Richtung über Lager 10 abgestützt. Mit dem Kegelrad 5 ist ein Kegelrad 12 fest verbunden, das ebenfalls drehbar auf der Drehwelle 2 gelagert ist und mit einem am Ende der Drehwelle 3 liegenden Kegelrad 13 kämmt. Bei einer Drehung der Antriebswelle 19 wird daher die se Drehbewegung entsprechend der Untersetzung auf die Drehwelle 3 zur Drehung in Richtung des Doppelpfei les 27 übertragen.

Wie ersichtlich, kann hierdurch der Kopfteil 4 samt Drehwelle 3 in Richtung des Doppelpfeiles 28 jeweils soweit verschwenkt werden, bis ein Anschlagring 14 an das Gehäuse anschlägt. Die Drehbewegung der Drehwel le 3 ist nicht begrenzt.

Wie aus der Konstruktion erkennbar, ist durch die Ver wendung der beiden gleich großen Kegelräder mit nach außen weisender Verzahnung soviel Platz vorhanden, daß dazwischen der wesentliche Teil des Schwenkmecha nismus und der Drehwellen untergebracht werden kann. Dies führt zu einer außerordentlich gedrungenen und stabilen Konstruktion.

Claims

1. Gelenkkopf für einen Industrieroboter, mit

a) einer ersten, im Gelenkkopfgehäuse gelagerten Dreh welle, mit der ein Kopfteil relativ zum Gehäuse schwenkbar ist,
b) einer radial zur ersten Drehwelle liegenden und im Kopfteil gelagerten zweiten Drehwelle,
c) einem fest zentrisch auf der ersten Drehwelle ange ordneten ersten Kegelrad, in welches ein Ritzel einer ersten, im Kopf mündenden Antriebswelle ein greift,
d) einem drehbar zentrisch auf der ersten Drehwelle gelagerten und mit der zweiten Drehwelle in Antriebs verbindung stehenden zweiten Kegelrad, in welches ein Ritzel einer zweiten, im Kopf mündenden An triebswelle eingreift,

gekennzeichnet durch folgende Merk male:

e) beide Antriebswellen (17, 18) münden im Kopf parallel im Abstand zueinander,
f) die beiden Kegelräder (5, 6) sind auf der ersten Drehwelle (2) mit nach außen weisender Verzahnung in einem an den Abstand der Antriebswellen (17, 18) angepaßten Abstand voneinander angeordnet und
g) der schwenkbare Kopfteil (4) ist im wesentlichen zwischen den Kegelrädern (5, 6) untergebracht.

2. Gelenkkopf nach Anspruch 1, gekennzeich n e t durch folgende Merkmale:

a) das erste Kegelrad (6) ist zusätzlich axial über ein Rollenlager (8) gegen das Gehäuse abgestützt und
b) das zweite Kegelrad (5) ist zusätzlich axial gegen eine Schulter der ersten Drehwelle (2) abgestützt.

3. Gelenkkopf nach Anspruch 1, gekennzeich net durch folgendes Merkmal:
zentrisch zum zweiten Kegelrad (5) ist ein mit diesem verbundenes Kegelrad (12) vorgesehen, welches in einem am Ende der zweiten Drehwelle (3) angeordneten Kegel rad (13) eingreift.