TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gelenkmechanismus,
der in dem vorderen Endbereich des Arms eines Industrieroboters vorgesehen
ist.
HINTERGRUND
Gemäß dem neuesten Stand der Technik ist in JP-A-63-70896 ein
Gelenkmechanismus beschrieben, der in dem vorderen Endbereich des Arms
eines Industrieroboters eine drehbare Welle aufweist, die sich um eine
zweite Achse dreht, die senkrecht zu einer ersten Achse ist, die sich in
der Längsrichtung des Arms erstreckt, und eine drehbare Welle aufweist, die
sich um eine dritte Achse dreht, die senkrecht zu der zweiten Achse ist,
wobei zwei Antriebsmechanismen vorgesehen sind, um die zweite und die
dritte Achse unabhängig voneinander anzutreiben, und folglich einen
Werkzeugbefestigungsbereich über ein Kegelrad um die zweite und die dritte
Achse zu drehen.
Außerdem ist in JP-A-61-168487 ein Gelenkmechanismus beschrieben, bei
dem ein Arm von drei Wellen von hohler Struktur in einer konzentrischen
Form gebildet wird, wobei ein geneigter, drehbarer Bereich von hohler Form,
der sich über ein hohles Kegelrad um eine zweite Achse dreht, die relativ
zu einer sich in der Längsrichtung des Arms erstreckenden, ersten Achse
geneigt ist, in dem vorderen Endbereich des Arms vorgesehen ist, und ein
hohler Werkzeugbefestigungsbereich, der über ein Kegelrad um eine relativ
zu der zweiten Achse geneigte, dritte Achse drehbar ist, vorgesehen ist.
Da jedoch gemäß dem neuesten Stand der Technik in JP-A-63-70896 der
vordere Endbereich des Arms von zwei Antriebsmechanismen eingenommen wird,
um die zweite und die dritte Achse unabhängig voneinander anzutreiben,
können ein Kabel und ein Schlauch zur Versorgung mit elektrischem Strom und
Fluid, wie zum Beispiel Drucköl oder Druckluft, usw., nicht bis zu dem an
dem Werkzeugbefestigungsbereich befestigte Werkzeug hindurchgeführt werden,
und dieses Kabel und dieser Schlauch werden daher außerhalb des
Gelenkbereichs angeordnet. Aus diesem Grund ergab sich das Problem, daß in dem
Fall, in dem der Gelenkbereich viele Male gedreht wird, das Kabel oder der
Schlauch um den Gelenkbereich herumgewickelt wird, wodurch der Drehbereich
des Gelenkbereichs begrenzt wird.
Außerdem ergab sich gemäß dem Stand der Technik in dem Patent
JP-A-61-168487 (Tokkaisho), bei dem zwar das Kabel oder der Schlauch durch
den hohlen Arm hindurchgeführt werden kann, es aber erforderlich ist,
dieses Kabel oder diesen Schlauch innerhalb von drei hohlen Kegelrädem des
Gelenkbereichs zu führen, wobei der hohle Durchgang gekrümmt ist, das
Problem, daß zum Befestigen/Abnehmen des Kabels oder Schlauchs das Werkzeug
von dem Werkzeugbefestigungsbereich abgenommen wird, und danach der
Verbinder abgenommen wird, so daß viel Zeit erforderlich ist.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen Gelenkmechanismus
eines Industrieroboters zu verwirklichen, bei dem es nicht möglich ist, daß
die Drehbewegung des Gelenkbereichs begrenzt wird, und das Befestigen/
Abnehmen des Kabels oder des Schlauchs für das Werkzeug erleichtert wird.
Die vorliegende Erfindung ist für einen Gelenkmechanismus eines
Industrieroboters bestimmt, der eine zweite Achse hat, die senkrecht zu
einer sich in der Längsrichtung des Arms erstreckenden, ersten Achse ist,
und eine dritte Achse hat, die senkrecht zu der zweiten Achse ist, und der
einen Gelenkbereich umfaßt, der sich um die zweite und die dritte Achse
drehen kann, wobei der Gelenkmechanismus aufweist: einen ersten und einen
zweiten Untersetzungsmechanismus, wobei diese Untersetzungsmechanismen in
beiden Seitenoberflächenbereichen des vorderen Endbereichs des Arms
getragen werden, der einen ausgeschnittenen Bereich hat, so daß sie um die
zweite Achse gedreht werden können; einen Gelenkrahmen, der einen hohlen
Bereich und einen ausgeschnittenen Bereich umfaßt, und auf der
Ausgangswelle des ersten Untersetzungsmechanismus befestigt ist; ein erstes
Kegelrad, das bei dem Gelenkrahmen vorgesehen ist, und so getragen wird,
daß es um die zu der zweiten Achse senkrechte, dritte Achse gedreht werden
kann; ein bei dem Gelenkrahmen vorgesehenes, zweites Kegelrad, das sich um
eine zu der zweiten Achse parallele Achse dreht, und im Eingriff mit dem
ersten Kegelrad steht; ein Zahnrad, das mit dem zweiten Kegelrad integral
verbunden ist; ein Zahnrad, das auf der Ausgangswelle des zweiten
Untersetzungsmechanismus befestigt ist, und im Eingriff mit dem Zahnrad
steht, das mit dem zweiten Kegelrad integral verbunden ist; und einen
Werkzeugbefestigungsbereich, der an dem ersten Kegelrad befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kegelrad einen hohlen Bereich umfaßt,
und daß der Werkzeugbefestigungsbereich einen hohlen Bereich umfaßt.
Insbesondere sind das Kabel und der Schlauch, die an das Werkzeug
angeschlossen sind, durch den hohlen Bereich und den ausgeschnittenen
Bereich des Arms, den hohlen Bereich und den ausgeschnittenen Bereich des
Gelenkrahmens, und den hohlen Bereich des ersten Kegelrades
hindurchgeführt.
Aus diesem Grund können das Kabel und der Schlauch durch den von dem
hohlen Bereich des Arms über den ausgeschnittenen Bereich bis zu dem
Werkzeugbefestigungsbereich im wesentlichen linear gebildeten Zwischenraum
hindurchgeführt werden, und die Hand wird von der Seitenoberfläche in den
ausgeschnittenen Bereich mit relativ breitem Zwischenraum des Gelenkrahmens
eingeführt, wodurch es möglich wird, den Anschluß auszuführen.
Daher ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, das Kabel oder
den Schlauch für das Werkzeug innerhalb des Gelenkbereichs zu verarbeiten,
und eine mehrfache Drehung des Gelenks auszuführen. Außerdem ist das
Anschließen des Kabels und des Schlauchs erleichtert, wodurch es möglich
wird, die Zeit für die Ausführung des Anschlusses zu reduzieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die Figur 1 ist eine seitliche Schnittansicht, die eine
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird nun mittels der wiedergegebenen
Ausführungsform beschrieben.
Die Figur 1 ist eine seitliche Schnittansicht, die die
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt. In der Figur bezeichnet die
Kennziffer 1 einen Arm, der an einem Ende einen hohlen Bereich 11 und einen
ausgeschnittenen Bereich 12 umfaßt. Ein erster Untersetzungsmechanismus
(Getriebe) 2 und ein zweiter Untersetzungsmechanismus (Getriebe) 3, die
sich um die zweite Achse A&sub2; drehen, die senkrecht zu der sich in der
Längsrichtung des Arms 1 erstreckenden, ersten Achse A&sub1; ist, sind bei
beiden Seitenoberflächen vorgesehen, wobei der ausgeschnittene Bereich 12
an einem Ende dazwischen angeordnet ist. Die Riemenscheiben 22 und 32 sind
auf den Eingangswellen 21 bzw. 31 des ersten und zweiten
Untersetzungsmechanismus 2 und 3 befestigt, und diese Untersetzungsmechanismen werden
von zwei an dem anderen Ende des Arms 1 vorgesehenen Antriebsmotoren (nicht
wiedergegeben) über um die Riemenscheiben 22 und 32 geschlungene
Zeitsteuerriemen 23 und 33 angetrieben.
Auf der Ausgangswelle 24 des ersten Untersetzungsmechanismus 2 sind
über die Lagerabdeckung 41 Seitenoberflächenbereiche 44, 45 der beiden
Seiten des Gelenkrahmens 4, der mit dem hohlen Bereich 42 und dem
ausgeschnittenen Bereich 43 versehen ist, befestigt. Außerdem wird der
Gelenkrahmen 4 bei den festen Bereichen des ersten und zweiten
Untersetzungsmechanismus 2 und 3 über Lager 46 und 47 getragen, so daß er
um die zweite Achse A&sub2; gedreht werden kann. Wenn die Ausgangswelle 24 des
ersten Untersetzungsmechanismus 2 gedreht wird, wird der Gelenkrahmen 4
über die Lagerabdeckung 41 um die zweite Achse A&sub2; gedreht.
In dem Endbereich des Gelenkrahmens 4 ist ein erstes Kegelrad 5 von
hohler Form vorgesehen, das so getragen wird, daß es um die zu der zweiten
Achse A&sub2; senkrechte, dritte Achse A&sub3; gedreht werden kann. An dem ersten
Kegelrad 5 ist ein Werkzeugbefestigungsbereich 6 von hohler Form befestigt,
der sich konzentrisch zu dem ersten Kegelrad 5 dreht. Außerdem ist bei dem
Gelenkrahmen 4 ein zweites Kegelrad 7 vorgesehen, das sich über das Lager
49 um die zu der zweiten Achse A&sub2; parallele Achse A&sub2;' dreht, und so
getragen wird, daß es im Eingriff mit dem ersten Kegelrad 5 steht, und ein
Stirnrad 71 vorgesehen, das zu dem zweiten Kegelrad 7 konzentrisch ist, und
sich zusammen mit diesem Kegelrad dreht.
Auf der Ausgangswelle 34 des zweiten Untersetzungsmechanismus 3 ist
ein Stirnrad 8 befestigt, das mit dem Stirnrad 71 im Eingriff steht. Wenn
die Ausgangswelle 34 gedreht wird, wird der Werkzeugbefestigungsbereich 6
über die Stirnräder 8, 71 und das erste und zweite Kegelrad 5 und 7 um die
dritte Achse A&sub3; gedreht.
Das Werkzeug 9 ist an dem Werkzeugbefestigungsbereich 6 befestigt.
Die Verbinder 93, 94 für die an das Werkzeug 9 angeschlossenen
Stromversorgungskabel 91 und den an das Werkzeug 9 angeschlossenen
Fluidversorgungsschlauch 92 ragen aus dem hohlen Bereich 61 des
Werkzeugbefestigungsbereichs 6 in den hohlen Bereich 51 des ersten
Kegelrades 5 vor. Die Kabel 91 und der Schlauch 92 sind von dem hohlen
Bereich 11 des Arms 1 durch den hohlen Bereich 42 des Gelenkrahmens 4
hindurchgeführt, mit den Verbindern 93, 94 verbunden.
Wie oben erwähnt wurde, ist es nicht notwendig, das Werkzeug von dem
Werkzeugbefestigungsbereich 6 abzunehmen, da die Kabel 91 und der Schlauch
92 durch den von dem hohlen Bereich 11 und dem ausgeschnittenen Bereich 12
des Arms 1 bis zu dem Werkzeugbefestigungsbereich 6 im wesentlichen linear
gebildeten Zwischenraum hindurchgeführt werden können, und die Hand von der
Seitenoberfläche des Gelenkrahmens 4 in den ausgeschnittenen Bereich 43
eingeführt wird, wodurch die Ausführung des Anschlusses bei dem
ausgeschnittenen Bereich 43 mit relativ breitem Zwischenraum ermöglicht
wird. Folglich wird das Befestigen/Abnehmen des Kabels oder Schlauchs
erleichtert.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung kann in der Praxis verwendet werden, um
einen Gelenkmechanismus herzustellen, der in dem vorderen Endbereich des
Arms eines Industrieroboters vorgesehen wird, wobei gemäß der Erfindung,
wenn sie bei dem Gelenkmechanismus angewandt wird, der in dem vorderen
Endbereich des Arms eines Industrieroboters vorgesehen ist, das Kabel oder
der Schlauch für das Werkzeug innerhalb des Gelenkbereichs verarbeitet
werden kann, eine mehrfache Drehung des Gelenkbereichs ausgeführt werden
kann, das Kabel und der Schlauch leicht angeschlossen werden können, und
die Zeit zum Anschließen reduziert werden kann.