SE508817C2 - Anordning vid en robotarm - Google Patents

Description

508 817 10 15 20 25 30 35 UPPFINNINGENS SYFTE Syftet med uppfinningen är att anvisa konstruktiva vägar att med bibehållande av ett i möjligaste mån okomplicerat utfö- rande skapa förutsättningar för uppnående av ett förädlat utförande vad gäller kabelskydd och kabelföringstäthet.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Det uppställda syftet uppnås genom att utforma anordningen så att utrymmet i aggregatet uppvisar ett andra delutrymme, i vilket kabeln sträcker sig från det första delutrymmet till drivenheten, och att de två delutrymmena är avtätat åt- skilda från varandra rnedelst ett skiljeelement, genon1 att skiljeelementet och en vägg, som avgränsar utrymmet, är an- ordnade att tätande ansluta till varandra och genom att skiljeelementet och kabeln är anordnade att tätande ansluta till varandra under det att kabeln genomgår skiljeelementet.

Därmed kommer således kabeln att löpa väl skyddad inuti det av de tvà delutrymmena bildade utrymmet under det att skil- jeelementet effektivt ombesörjer den erforderliga täta av- skiljningen av delutrymmena från varandra. Uttryckt i andra ordalag kommer således kabeln i. det andra delutrymmet att vara väl avskild från omgivningen, något som innebär att föroreningar icke kan inkomma i drivenhetens innandöme via det andra delutrymmet, i vilket kabeln löper väl skyddad.

Enligt ett föredraget utförande har skiljeelementet ett el- ler flera första ringformiga tätningsorgan för tätning mot insidan av det första delutrymmet.

Enligt ett speciellt föredraget utförande av uppfinningen har skiljeelementet karaktären av en koppformig krOPP, i vars vägg en genomgång för kabeln är anordnad. 10 15 20 25 30 35 508 817 Ytterligare fördelar och vidareutvecklingar av uppfinningen avhandlas i efterföljande patentkrav och följande beskriv- ning.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Under hänvisning till bifogade ritningar följer nedan en närmare beskrivning av ett såsom exempel anfört utförande av uppfinningen.

På ritningarna är: Pig l en schematisk vy av en enligt uppfinningen utformad robotarm, Fig 2 en vy av ett parti av armen enligt fig 1 i något större skala och i delvis skuret tillstànd, Fig 3 en förstorad vy av en detalj av fig 2 i skuret till- stånd, Fig 4 en förstorad detalj också framgående i fig 3, Fig 5 en vy íllustrerande komponenter separerade från ro- botarmen och visade i ännu större skala, och Fig 6 en vy ovanifràn av komponenterna framgående i fig 5.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGET UTFÖRANDE Den i fig l illustrerade robotarmen är avsedd att ingå i en industrirobot, t ex av den typ som visas i ABB tidning 1989, h 7, sid 3-10. Robotarmen innefattar en bakre del 1 och en i den bakre delen lagrad främre del 2, som är vridbar relativt den bakre kring armens längdaxel 3. För denna vridning kan tjänstgöra en med 4 betecknad motor, som verkar på armdelen 508 817 10 15 20 25 30 35 2 via en lämplig transmission 5 på ett i och för sig inom teknikområdet känt sätt. Det påpekas att robotarmen 1 avses utgöra yttre robotarm hos en industrirobot på ett inom områ- det känt sätt.

Den främre armdelen 2 innefattar vid sitt yttre ändparti ett generellt med 6 betecknat aggregat, som är vridbart kring en i vinkel, företrädesvis väsentligen rät vinkel, mot längdax- eln 3 hos robotarmen sig sträckande axel 7. Aggregatet 6 be- nämnes också tilt i det att det kan sägas vara tiltbart re- lativt armdelen 2. Aggregatet 6 innefattar en drivenhet 8 och ett av denna drivbart organ 9. I det beskrivna utföran- det tänkes drivenheten 8 bestå av en elektrisk motor, vars (fig 3) t ex i form av en planetväxel, försätter organet 9 i vridning. Or- utgående axel 10 via en reduktionsväxel 11, ganet 9 tänkes i praktiken vara vridbart kring en axel som sträcker sig i vinkel, företrädesvis väsentligen rät vinkel, mot aggregatets 6 vridaxel 7. Lämpligt ehuru icke nödvändigt är därvid att organets 9 vridaxel är väsentligen parallell med motorns utgående axel 10. Organet 9 har lämpligen karak- tären av bärare eller fäste för vilka som helst verktyg el- ler arbetsredskap man önskar manövrera med roboten.

Den främre armdelens 2 yttre ändparti kan sägas utgöras av en handled, innefattande ett handledshus 12, med en gaffel- liknande förlängning, i vilken handledsaggregatet 6, tilten, är lagrad.

Aggregatet 6 är fast förbundet med två i linje med varandra liggande axeltappar 13, 14, vilka är vridbart lagrade i handledshusets båda i fig l med 15 respektive 16 betecknade gafflar med hjälp av lager 17 respektive 18.

I exemplet antydes hurusom upphängningen av aggregatet 6 på axeltapparna 13, 14 har àstadkommits med hjälp av två på motsatta sidor om motorns mantelyta anordnade flänsar 19, 10 15 20 25 30 35 508 817 20. Dessa flänsar visas i exemplet såsom varande utförda i ett stycke med motorhusets ena ändgavel 21. Sidoflänsarna 19, 20 och ändgaveln 21 bildar följaktligen i exemplet en U- (gaffelliknande) spalt 22 lämnas mellan sidoflänsarna och motorhusets mantel- del 23. torhusets manteldel 23 insatt på plats och fixerad mellan liknande flänskonstruktion, där en öppen Uttryckt i andra ordalag är således i exemplet mo- flänsarna 19, 20.

Motorhusets manteldel 23 utgörs i det visade exemplet av en strängpressad aluminiumprofil. På sätt som närmare beskrives i vårt tidigare svenska patent nr 9000697-4 kan denna profil vara försedd med längsgående hål för fästbultar, som fixerar manteldelen 23 mot ändgaveln 21.

Motorhusets ändgavel 21 är utformad med en axiellt utskju- tande krage 24 samt med runt periferin anordnade, axiellt riktade skruvhàl avsedda att samverka med skru- var 25 för fixering av reduktionsväxeln 11 mot ändgaveln 21.

Vridningen av aggregatet 6 kring dess med 7 betecknade axel (ej visade) åstadkommes medelst en drivmotor 26. Denna motor fungerar kraftpàverkande på aggregatet 6 via en generellt med 27 be- tecknad transmission. I exemplet illustreras denna transmis- sion såsom innefattande ett på motorns 26 axel fixerat ko- niskt kuggdrev 28, som står i ingrepp med ett koniskt kugg- hjul 29, bart lagrad axel 30, vilket är fixerat på en i handledshuset 12 roter- som står vinkelrätt mot den främre arm- delens 2 vridaxel 3. Axelns 30 ena ändparti är försett med ett kuggdrev 31, som står i ingrepp med ett av två koaxiella och inbördes fast förenade kugghjul 32 och 33 bestående mel- som ar lanhjul, vilket är i ingrepp med ett kugghjul 34, vridfast förbundet, exempelvis utformat i ett stycke, med den tidigare omnämnda axeltappen 14, som utgör vridfast del av aggregatet 6. Även motorn 26 tänkes i exemplet vara en elektrisk motor. 508 817 10 15 20 25 30 35 I fig 2 illustreras hurusom en generellt med 35 betecknad kabel omfattande en eller flera ledningar för befordrande av energi för driv- och/eller styrändamål sträcker sig i en ka- nal bildad längs armdelen 2. Denna kanal är tillsluten utåt medelst ett eller flera lock, täckorgan etc 37. Såsom senare kommer att beskrivas är det i exemplet fråga om att två kab- lar 35, 36 sträcker sig i ett parallellt förhållande. I fig 2 framgår dock blott en av dessa kablar. I realiteten omfat- tar kablarna totalt ett antal ledningar som vidarebefordrar elektrisk drivenergi till motorn 8 och också elektriska sig- naler erforderliga för adekvat styrning av motorn 8 och där- Kabeln 35 il- lustreras i fig 2 såsom kopplad till ett inuti armdelen 2 med den av motorn drivna verktygsbäraren 9. anordnat kopplingsorgan 38. Till detta ansluter sig f ö ock- så en eller flera kablar 39 anordnade för motorn 26.

Såsom tydligare framgår av fig 3-6 sträcker sig kablarna 35, 36 alltifrån kopplingsorganet 38 fram till ett ställe 40 i närheten av armdelens 2 gaffelformade ytterände. Vid detta ställe 40 är kablarna 35, 36 relativt armdelen 2. I realiteten finns, (se särskilt fig 6) fixerade såsom framgår av fig 6, vid stället 40 två fixeringspunkter 40a och b for att uppnå god förankring och hållning av kablarna 35, 36. När- mare bestämt är kablarna 35, 36 fastgjorda med hjälp av schematiskt antydda fästorgan 41. Dessa kan exempelvis ha t ex sådana bandartade spännorgan "buntband". fungerar karaktären av spännorgan, som inom teknikområdet populärt benämnes Dessa vars natur också antydes i fig 5, 36 relativt fästorgan 41, närmare bestämt så att de fastgör kablarna 35, ett hållarelement 42, som i sin tur är fixerat vid armdelens 2 ytterände, t ex genom att vara fastskruvat därtill med hjälp av skruvar skjutande genom i fig 6 antydda hål 43. Så- som framgår av fig 4 och 5 har hållarelementet 42 en Z-for- mig profil med en första fläns anliggande mot armdelen 2, en andra fläns liggande över kablarna 35, 36 och ett liv 44 10 15 20 25 30 35 508 817 uppvisande en öppning 45 för kablarnas 35, 36 genomträde. I hållarelementets 42 över kablarna 35, 36 liggande fläns är urtagna öppningar 46, genom vilka de tidigare beskrivna spännbanden kan trädas i och för fastspänningen av kablarna relativt hàllarelementet 42.

De två fixeringspunkterna som nyss beskrivits särskiljes i fig 6 med bokstavstilläggen a resp. b. Två dylika fixerings- punkter 40a och 40b är önskvärda eftersom därigenom kablarna fastgöres i den åsyftade krökta form som tydligast framgår av fig 6. En enda fixeringspunkt som den med 40a betecknade vore emellertid tillfyllest.

Mellan nämnda fixeringspunkt 40a relativt armdelen 2 och en punkt betecknad 47 i fig 3 och 4 på drivenheten 8 sträcker sig kablarna 35, 36 i ett i aggregatet 6 utformat utrymme 48 innefattande ett i axeltappen 13 utformat första delutrymme 49, i vilket kablarna 35, linjeform. 36 befinner sig lindade i skruv- Såsom tydligt framgår av fig 3 och 4 uppvisar det generellt med 48 betecknade utrymmet i aggregatet 6 ett andra delut- rymme 50, i vilket kablarna 35, första delutrymmet 49 till punkten 47 på drivenheten 8. De 36 sträcker sig från det två delutrymmena 49, 50 är avtätat åtskilda från varandra medelst ett skiljeelement 51, som har första organ 52 för tätande anslutning till en utrymmet 48 begränsande vägg och andra organ 53 för avtätad genomgång av kablarna 35, 36.

Såsom tydligt framgår av fig 5 och 6 är var och en av de två kablarna 35, 36 lindad i en egen skruvlinjeformig formation.

Dessa skruvlinjeformationer har till ändamål att utan otill- börliga kraftpåverkningar på kablarna tillåta aggregatet 6 att vridas fram och åter kring den med 7 betecknade axeln.

Uttryckt i andra ordalag skall således aggregatet 6 från ett neutralläge kunna vridas i motsatta riktningar kring axeln 7 10 15 20 25 30 35 varvid den av den enskilda kabeln 35, 36 bildade skruvlinje- formationen vid vridning i den ena riktningen tillåtes öka sin diameter medan den vid vridning i andra riktningen tillàtes reducera sin diameter.

Skiljeelementets 51 första tätningsorgan 52 är ringformigt för tätning mot insidan av det första delutrymmet 49. Därvid föredrages att tätningsorganet 52 utgörs av en O-ring för- lagd i ett periferiskt spår utformat i skiljeelementet 51.

Skiljeelementet 51 utgörs med fördel av en koppformig kropp, i vars vägg genomgångar för kablarna 35, 36 är anordnade.

Organen 53 för avtätad genomgång av kablarna genom skilje- elementet 51 uppvisar i detta utformade öppningar 54 samt en respektive tätningskomponent 55 för tätande anslutning mel- lan kablarnas 35, 36 omkrets och öppningarna 54 begränsande partier 56 av skiljeelementet 51. Dessa partier 56 utgörs närmare bestämt av rörartade partier, vars genomgående hå- ligheter bildar de nyss nämnda öppningarna 54.

Tätningskomponenterna 55 utgörs av slangstycken av flexibel karaktär. Dessa slangstycken ansluter tätande mot kablarnas 35, 36 omkrets och anordnas så att de utvändigt och på tä- tande vis omgriper rörpartierna 56. Dessa rörpartier 56 har in i skiljeelementets 51 innandöme skjutande delar, på vilka slangstyckena är påträdda.

Det andra delutrymmet 50 uppvisar ett parti, i vilket kab- larna 35, 36 sträcker sig väsentligen vinkelrätt relativt den geometriska vridaxeln 7 mellan aggregatet 6 och armdelen 2.

Det andra delutrymmet 50 är avgränsat utåt från aggregatet 6 med hjälp av skiljeelementet 51 och ett eller flera på agg- regatet 6 anbragta kåporgan 57. Såsom synes av fig 4 är des- sa kåporgan 57 tätande så anslutna till själva drivenheten 10 15 20 25 30 35 508 817 8, varandra och axeltappen 13/flänsen 19 att det andra delutrymmet 50 blir väsentligen avtätat avskilt i riktning utåt mot omgivningen. Uttryckt i andra ordalag kommer skil- jeelementet 51 att hindra föroreningar från att inkomma i detsamma via delutrymmet 49. I övrigt kommer kåporganen 57 att i samverkan med delar av aggregatet 6 avskilja delutrym- met 50 utåt så att in i detsamma icke kan inkomma några för- oreningar som skulle kunna äventyra funktionen hos driv- enheten 8 genom att från delutrymmet 50 röra sig vidare in i drivenheten. Även om således kablarna 35, mellan delutrymmet 50 och innandömet i själva drivenheten 8 36 i övergången vore förknippade med en avtätning så uppnås ändock genom fö- rekomsten av de avtätande kåporganen 57 en ökad säkerhet mot oönskad inträngning av föroreningar förutom att kåporganen 57 också innebär effektivt skydd för de delar av kablarna 35, 36 som sträcker sig genom delutrymmet.

Den uppfinningsenliga utformningen lned delutrymmen 49, 50 och det dessa åtskiljande skiljeelementet 51 innebär stora fördelar ur skydds- och tätningssynpunkt och är dessutom en- kel till konstruktionen och vad beträffar montage/demontage.

Skiljeelementet 51 låter sig bekvämt införas i det i axel- tappen 13 anordnade delutrymmet 49 respektive åter uttagas ur detta genom en förskjutningsrörelse parallellt med den geometriska axeln för axeltappen 13. Det påpekas att i det föredragna utförandet skiljeelementet 51 och delutrymmet 49 har en tvärsnittsvis väsentligen cirkulär form. Det påpekas att skiljeelementet 51 skulle kunna fixeras relativt aggre- gatet 6 medelst lämpliga fixeringsorgan, t ex sådana som en (fig 5) en en botten av delutrymmet 49 bildande vägg, som i exemplet eller flera skruvar 58 skjutande in i ett gänghål i utgörs av flänsen 19. Därvid kan skiljeelementet 51 uppvisa ett medel 59 som i samverkan med motsvarande medel hos agg- regatet 6 fungerar centrerande på skiljeelementet i delut- rymmet 49. Medlet 59 kan bestå av ett utsprång mottagbart i en urtagning i botten av delutrymmet 49. Vidare har skilje- 508 817 10 15 20 25 30 35 10 elementet organ 60 för låsning av elementet mot vridning.

Dessa organ kan inbegripa ett eller flera utsprång 60 mot- tagbara i motsvarande urtagningar i delutrymmets 49 botten.

Det är givet att den beskrivna uppfinningen icke blott är begränsad till det såsom exempel givna utförandet. Således kan många modifikationer göras inom ramen för efterföljande patentkrav. Exempelvis påpekas att det beskrivna utförandet vad beträffar flänsarna 19, 20 och den däremellan mottagna motormanteln 23 icke på något_vis är kritisk för uppfin- ningstanken. Således kan den närmare utformningen av aggre- gatet 6 i detta avseende modifieras efter önskemål. Den mel- lanliggande spalten 22 kan exempelvis bortfalla. I beroende av dylika modifieringar kan då också kåporganen 57 lätt mo- difieras så att det av dem i kombination med aggregatet 6 i övrigt avgränsade delutrymmet 50 blir lämpat för tillåtande av kablarnas 35, 36 passage från det första delutrymmet 49 in i drivenhetens 8 innandöme pà ett gentemot omgivningen avtätat vis. I utförandeexemplet illustreras hurusonl tät- ningsorganet 52 utgörs av en separat på skiljeelementet 51 anordnad del. Det påpekas att tätningsorganet 52 skulle kun- till exempel som en pà detta utformad tätningsläpp av elastiskt na vara utformat i ett stycke med skiljeelementet 51, material. Enligt ett annat alternativ skulle istället ett ringformigt tätningsorgan 52 kunna vara anordnat i axel- tappen 13, till exempel i ett i denna utformat spår, varvid skiljeelementet 51 skulle kunna ha ett slätt utvändigt parti avsett att täta mot det i axeltappen anordnade tätningsorga- net. Vad gäller den tätande anslutningen mellan kabeln 35, 36 och skiljeelementet 51 påpekas att själva skiljeelementet 51 skulle kunna vara utformat att direkt täta mot kabeln el- ler kablarna 35, 36 genom att skiljeelementet uppvisade i ett stycke med detsamma utformade tätningsorgan för tätande anliggning' mot kablarna. Enligt ett alternativt utförande skulle själva kablarna kunna vara försedda med tätningsorgan anordnade att täta relativt kring öppningar i skiljeelemen- 508 817 11 tet befintliga partier av detta. Även andra detaljjuste- ringar framstår som uppenbara för inom området bevandrade fackmän efter studium av här angivna anvisningar. Dylika mo- difieringar inbegripes inom uppfinningens ram.

Claims (9)

lO 15 20 25 30 h) UI 508 817 12 Patentkrav

1. Anordning vid en robotarm (l, 2) innefattande ett rela- tivt en del (2) hos armen kring en i vinkel mot en längsaxel (3) hos armdelen sig sträckande axel (7) (6), drivbart organ vridbart aggregat vilket innefattar en drivenhet (8) och ett av denna (9), (35, 36) om- fattande en eller flera ledningar för befordran av energi varvid åtminstone en kabel för driv- och/eller styrändamàl sträcker sig mellan armdelen (2) och drivenheten (8), relativt armdelen vridbart lagrat axeltapp kabeln (35, 36) i ett i aggregatet utformat utrymme axeltappen (13) kabeln (35, 36) tecknad därav, varvid aggregatet (6) (13) mellan armdelen och drivenheten sträcker sig (48) utformat första delutrymme uppvisar en och varvid innefattande ett i (49), befinner sig lindad i skruvlinjeform, känne- (48) andra delutrymme (50), i vilket kabeln sträcker sig från det första delutrymet (49) till drivenheten, och att de tvà (49, 50) delst ett skiljeelement (51), genom att skiljeelementet (51) (61), (48), ansluta till varandra och (51) och kabeln (35, 36) tàtande ansluta till varandra under det att kabeln genomgår i vilket att utrymmet i aggregatet uppvisar ett delutrymmena är avtätat åtskilda från varandra me- och en vägg är anordnade att tätande som avgränsar utrymmet genom att skiljeelementet är anordnade att skiljeelementet.

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad därav, (51) (52) första delutrymmet att skilje- elementet har ett eller flera första ringformiga tät- ningsorgan för tätning mot insidan av en vägg hos det (49).

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, kånnetecknad därav, att de första tätningsorganen (52) innefattar en O-ring. 10 15 20 25 30 508 817 13 kånnetecknad utgörs av en koppformig

4. Anordning enligt något föregående krav, (51) i vars vägg en genomgång (54) för kabeln är anordnad. därav, att skiljeelementet kropp,

5. Anordning kännetecknad därav, att andra tätningsorgan (53) enligt något föregående krav, för avtätad genomgång av kabeln genom skiljeelementet uppvisar en i. detta utformad öppning (54) (55) slutning mellan kabelns omkrets och ett öppningen begrän- (56) samt en tätningskomponent för tätande an- sande parti av skiljeelementet.

6. Anordning enligt krav 5, kánnetecknad därav, att öpp- (54) (56) ningen i skiljeelementet är' utformad, i ett rörartat parti av skiljeelementet (51).

7. Anordning enligt krav 6, kännetecknad därav, att tät- ningskomponenten (55) utgörs av ett slangstycke, som tätande ansluter mot kabelns omkrets och utvändigt tätande omgriper rörpartiet (56).

8. Anordning enligt något föregående krav, (50) vilket kabeln sträcker sig väsentligen vinkelrätt relativt kånnetecknad därav, att det andra delutrymmet uppvisar ett parti, i den geometriska vridaxeln (7) mellan aggregatet (6) och arm- delen (2).

9. Anordning enligt något föregående krav, kånnetecknad därav, att det andra delutrymmet (50) är avgränsat utåt från (51) flera på aggregatet anbragta kåporgan (57). aggregatet med hjälp av skiljeelementet och ett eller