Die vorliegende Erfindung betrifft einen Industrieroboter mit einem Roboter-Oberarm. Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls eine Drehvorrichtung für Versorgungsleitungen für einen Industrieroboter mit einem drehbaren Roboter-Arm, ein Verfahren zum Verlegen von Versorgungsleitungen, eine Verwendung einer Drehvorrichtung an einem Industrieroboter mit einem drehbaren Roboter-Arm und eine Verwendung des Industrieroboters oder der Drehvorrichtung in einem Schweißverfahren.

Bei Industrierobotern wird zunehmend geläufiger, dass es ermöglicht wird, dass die Versorgungsleitungen für Verfahrensmedien, derart wie elektrische Leistung, Kühlwasser, Luft oder Signale, für das Werkzeug intern in dem Oberarm des Roboters verlaufen. Was nachstehend als "Versorgungsleitungen" beschrieben ist, bezeichnet eine oder mehrere Leitungen und/oder Drähte bzw. Leitungen für Elektrizität, Fluide, andere Medien, etc. und kann auch eine leere, flexible Schutzhülle bezeichnen, in der eine oder mehrere Leitungen oder Kabel angeordnet werden können. Die Verfahrensmedien können beispielsweise für ein Punktschweißen vorgesehen sein. Das erwünschte Werkzeug ist an einer Werkzeugverbindungseinrichtung am freien Ende eines Roboter-Oberarms angebracht. Die Werkzeugverbindungseinrichtung ist fest an einer drehbaren Vorrichtung mit Lagern angebracht, die im nachstehenden Text als "die Drehvorrichtung" bezeichnet wird. Die Drehvorrichtung umfasst einen vorderen, scheibenförmigen Abschnitt, der ebenfalls als die Drehscheibe bekannt ist, um ein Werkzeug daran anzubringen. Heutzutage gibt es einige Standardgrößen für den Flansch, der das am weitesten vorne gelegene Teil der Drehscheibe bildet und der zum Anbringen eines Werkzeugs verwendet wird. Die Drehvorrichtung umfasst ebenfalls einen hinteren, an der Drehscheibe angebrachten Abschnitt, der an Lagern angebracht ist und angeordnet ist, um in einem Handgelenk an dem Roboter-Oberarm zu drehen. Wünschenswert ist, dass Versorgungsleitungen durch alle besagten Teile, derart wie den Roboter-Oberarm und die Drehvorrichtung, ganz oder teilweise intern, in dem Roboter verlegt werden. Die Leitungen sind auf diese Weise vor Schaden und Bruch geschützt und gleichzeitig werden lose Versorgungsleitungen vermieden, die im Arbeitsraum des Roboters im Weg liegen. Die Versorgungsleitungen sind jedoch während der verschiedenen Drehungen der jeweiligen Teile sowohl einem Drehen bzw. Wenden, als auch einem Biegen unterworfen. Beispielsweise kann ein drehbares Teil des Handgelenks und gleichzeitig der Drehvorrichtung jeweils um +/– 300° drehen (in der hier angegebenen Beschreibung bezeichnet 300° eine Drehung über einen vollständigen Kreis), weshalb die gesamte Verdrehung von Versorgungsleitungen, die entlang dieser Teile geführt werden, einer Verdrehung von 600° ausgesetzt sein kann. Was als eine "Kippbewegung" (ein Biegen) bekannt ist, kann eine Bewegung der Versorgungsleitungen von bis zu +/– 120° erreichen. Zur Verschleißverringerung und zur Erhöhung der Lebensdauer der Versorgungsleitungen, sollten die Versorgungsleitungen sowenig wie möglich fest angebracht bzw. eingespannt sein. Dies ermöglicht einen einfacheren Austausch der Versorgungsleitungen. Ein Austausch von Versorgungsleitungen kann während einer normalen Verwendung derart häufig wie einmal im Monat erforderlich sein. Versorgungsleitungen sollten ebenfalls eine bestimmte axiale Bewegungsfreiheit besitzen, beispielsweise zwischen Leitern (einzelnen Drähten) in einer Leitung. Folglich sollten die Versorgungsleitungen nicht fest in dem Roboterarm eingespannt sein oder derart hart gebogen werden, dass die Drehbewegungen verhindert werden. Bei bekannten Lösungen sind die Versorgungsleitungen an Verbindungseinrichtungen angebracht, die fest in der Drehvorrichtung befestigt sind, wobei die Verbindungseinrichtungen sich radial von der Drehvorrichtung und relativ zu der Drehachse eines Werkzeugs erstrecken. Auf diese Weise sind die Versorgungsleitungen einem sehr harten Biegen in der Drehvorrichtung und dem Roboterarm unterworfen. Ein zu hartes Biegen der Versorgungsleitungen mit einem kleinen Krümmungsradius ergibt eine signifikante Gefahr für einen Ermüdungsbruch von Teilen, die in den Versorgungsleitungen enthalten sind, wie beispielsweise Kupferleitern. Verfahrens-Versorgungsleitungen erfordern einen relativ großen Krümmungsradius, und deshalb ist es besonders wichtig hinsichtlich eines zu scharfen und kleinen Biegungskrümmungsradius der Versorgungsleitungen Vorsicht walten zu lassen, wenn Verfahrensleitungen verlegt werden. Zusätzlich kann erwähnt werden, dass die Versorgungsleitungen, dort wo die Versorgungsleitungen durch Verbindungseinrichtungen in der Drehvorrichtung am Ende des Roboterarms herausgeführt werden, umfangreich und sperrig werden können. Umfangreiche Versorgungsleitungen dringen in den Arbeitsbereich vor und erschweren einen Zugang zum Arbeiten in beengten Räumen.

Bei einem speziellen Entwurf ist ebenfalls bekannt, Versorgungsleitungen im wesentlichen vollständig intern, nach vorne durch die Drehscheibe und nach vorne zu dem Werkzeug zu verlegen. Dies ist jedoch nicht wünschenswert, da eine Verwendung verschiedener Typen an Werkzeug möglich sein muss und eine Werkzeug-Verbindungseinrichtung Standard sein muss. Jeder Benutzer von Industrierobotern hat bestimmte Wünsche, beispielsweise hinsichtlich spezieller zu verwendender Werkzeuge. Die Versorgungsleitungen werden aus diesem Grund normalerweise extern verlegt, auf der äußeren Oberfläche der Werkzeug-Verbindungseinrichtung/Drehvorrichtung, und extern zu dem Roboter-Arm an seinem vorderen Teil.

Die EP-A2-0873826 betrifft einen Industrieroboter mit einer Handgelenksverbindung, welche drei keilförmige Vorrichtungen umfasst, worin eine dritte Handgelenksvorrichtung einen Flansch mit Verbindungseinrichtungen für Werkzeuge aufweist. Versorgungsleitungen sind in dem Roboterarm angeordnet und sind weiterhin angeordnet, um bei der dritten Handgelenksvorrichtung radial herausverlegt zu werden, aus der Handgelenksvorrichtung heraus. Auf diese Weise sind die Versorgungsleitungen an Verbindungseinrichtungen befestigt, die in der Handgelenksvorrichtung fest befestigt sind, wobei die Verbindungseinrichtungen radial nach außen von der Handgelenksvorrichtung relativ zu der Drehachse des Werkzeugs geführt werden. Die Konstruktion gemäß der EP-A2-0873826 bietet keine Lösung für die Aufgaben, die gemäß dem vorstehenden Stand der Technik beschrieben worden sind. Diese Handgelenksvorrichtungen ermöglichen keine gerade Durchführung von Versorgungsleitungen. Versorgungsleitungen, die einem scharfen Biegen unter einem rechten Winkel unterworfen sind, sind einer extremen Belastung unterworfen, was zu einer Lebensdauerverringerung führt.

Seit langem besteht in der Industrie ein Bedarf Versorgungsleitungen direkter entlang eines Roboterarms zu verlegen. Eine seit langem gesuchte Funktion ist die Fähigkeit Versorgungsleitungen intern durch den vollständigen Roboterarm und die Drehvorrichtung zu verlegen, wobei die Versorgungsleitungen bis ganz zu der Drehscheibe der Drehvorrichtung für eine weitere Verbindung mit einem an der Drehscheibe befestigten Werkzeug verlegt werden.

Die vorliegende Erfindung strebt die Bereitstellung von Versorgungsleitungen an, die einfach in einem Roboterarm für einen Industrieroboter verlegt werden, wobei die Versorgungsleitungen der mechanischen Belastung widerstehen, der sie während einer Drehbewegung des Roboterarms unterworfen sind, wodurch eine Zunahme der Lebensdauer der Versorgungsleitungen erreicht werden kann. Weiterhin besteht das Vorhaben eine Anordnung von Versorgungsleitungen bereitzustellen, die einfach, kosteneffektiv, einfach an- oder abzumontieren und/oder auszutauschen ist, und einfach zu reparieren ist. Ein weiteres Ziel ist, dass zumindest die Entwürfe des Wegs der Versorgungsleitungen, der Werkzeugbefestigung, etc. bei dem Werkzeug so kompakt und flexibel wie möglich hergestellt werden, um zu ermöglichen, dass der Roboter Zugang zu räumlich beschränkten Arbeitsflächen gewinnt, und auf diese Weise ein Eindringen der Versorgungsleitungen in den Arbeitsbereich zu verhindern.

Die Lösung wird durch einen Industrieroboter mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen bereitgestellt.

Da die Versorgungsleitung durch den Ringabschnitt in eine Richtung angeordnet ist, die eine Komponente parallel zu der dritten Achse aufweist, wird ein vorteilhafterer, geraderer bzw. direkterer und kompakterer Weg für die Versorgungsleitung bereitgestellt. Die erfindungsgemäße Lösung bedeutet, dass es einfacher ist einen Zugang mit dem Werkzeug zum Arbeiten auf kleineren Oberflächen zu finden, da der Zuweg zu dem Werkzeug der Versorgungsleitung auf der Außenseite des Roboterarms weniger umfangreich und sperrig sein wird. Die vorliegende Erfindung ermöglicht, dass es den Versorgungsleitungen ermöglicht wird, eine relativ große Drehbewegung durchzuführen, ohne Gefahr einer Begrenzung der Bewegung oder eines Versagens aufgrund von Ermüdung. Da die Versorgungsleitungen nicht in der Drehvorrichtung eingespannt sind, so wird den Versorgungsleitungen ermöglicht, dass sie in Querrichtung gesteuert und in Längsrichtung versetzt werden. Dies führt zu einem geringeren Verschleiß und einem geringeren Schaden an den Versorgungsleitungen. Dies bedeutet auch, dass ein Verwirren der Versorgungsleitungen vermieden wird, und die Gefahr für Brüche der Versorgungsleitungen wird verringert. Die vorliegende Erfindung stellt sicher, dass die Versorgungsleitungen einem signifikant weniger harten Biegen durch Öffnungen in der Drehvorrichtung unterworfen sind. Dies verringert signifikant die Bruchgefahr der Versorgungsleitungen. Auf diese Weise nimmt die Lebensdauer der Versorgungsleitungen zu. Durch die vorliegende Erfindung wird ein einfaches und effizientes Verfahren zum Austausch von Versorgungsleitungen bereitgestellt, da die Versorgungsleitungen an wenigen Stellen in dem Roboter-Oberarm fest befestigt sind, und die Versorgungsleitungen, falls notwendig, einfach durch Öffnungen in der Drehvorrichtung herausverlegt werden können. Ein weiterer Vorteil ist, dass verschiedene Benutzer von Industrierobotern schnell und einfach einen erwünschten Satz von Versorgungsleitungen einrichten können, derart wie beispielsweise Zufuhrleitungen zum Schweißen, Werkzeugzufuhrleitungen, eine Wasserleitung oder eine Pressluftleitung.

Die vorliegende Erfindung umfasst ebenfalls eine Drehvorrichtung für einen Industrieroboter zur Steuerung von Versorgungsleitungen durch einen Oberarm zu einem Industrieroboter mit den in Anspruch 7 angegebenen Merkmalen.

Die erfindungsgemäße Drehvorrichtung kann bei verschiedenen Industrieroboter-Typen angewendet werden. Vorzugsweise ist die Drehvorrichtung zum Drehen auf einem Industrieroboter angeordnet, der umfasst, einen Oberarm, der um eine erste Achse drehbar ist, ein an dem Oberarm angebrachtes Handgelenk, das um eine zweite Achse drehbar ist, und wobei die drehbare Drehvorrichtung an dem Handgelenk in einer hohlen Weise um eine dritte Achse angebracht ist.

Mit der erfindungsgemäßen Drehvorrichtung für Versorgungsleitungen, kann das Dreharmteil Drehbewegungen von bis zu mindestens +/– 300° zeigen, ohne dass die Versorgungsleitungen verwirrt werden oder ein Bruch verursacht wird, was zu einer geringeren Abnutzung an den Versorgungsleitungen führt. Wenn der Roboterarm zu seiner letztlichen Endposition gewendet oder gedreht wird, beispielsweise um 300° oder mehr in eine Richtung, so werden die Versorgungsleitungen folglich maximal gestreckt. Folglich ist erforderlich, dass die Versorgungsleitungen in der Anfangsposition des Roboterarms vor einer Drehbewegung ein Spiel aufweisen sollten. Versorgungsleitungen können folglich ein Spiel in jenem Teil der Versorgungsleitungen aufweisen, der innerhalb und/oder außerhalb des Roboter-Oberarms ist. "Spiel" wird hier verwendet, um die Situation zu bezeichnen, in der die Versorgungsleitungen lose und nicht unter Spannung hängen können.

Es ist geeignet, dass Versorgungsleitungen in Öffnungen, Vertiefungen oder Kanälen in dem Roboter-Oberarm angeordnet werden. Wie zuvor erwähnt, ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, dass Versorgungsleitungen größtenteils intern in dem Roboter-Oberarm verlegt werden können, auf ihrer vollständigen Länge durch Vertiefungen in einem hinteren Abschnitt der Drehvorrichtung, nach vorne heraus zu der Drehscheibe, wobei die Versorgungsleitungen benachbart zu der Werkzeug-Verbindungseinrichtung durch Öffnungen in dem Ringabschnitt nach außen geführt werden können. Auf diese Weise wird ein im wesentlichen verlängerter bzw. erweiterter und gerader Kanal für Versorgungsleitungen durch den Roboter-Oberarm und die Drehvorrichtung gebildet. Auf diese Weise erhalten die Versorgungsleitungen einen im wesentlichen geraden Durchgang durch den Roboter-Oberarm.

Es ist geeignet, wenn der Ringabschnitt zwischen und in direktem Kontakt mit der vorderen scheibenförmigen Drehscheibe und einem hinteren Abschnitt der Drehvorrichtung angeordnet ist. Der Ringabschnitt, der derart entworfen ist, um mit der Drehscheibe in Kontakt zu sein, kann eine Mantelfläche mit einer frei gewählten Form aufweisen, derart, wie beispielsweise konkav oder konvex. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es jedoch wichtig, dass die Versorgungsleitungen angeordnet sind, um durch eine Öffnung in dem Ringabschnitt in eine Richtung zu verlaufen, die eine Komponente parallel zu der dritten Achse aufweist, das heißt in einer Richtung schräg nach vorne zu dem Werkzeug. Der Ringabschnitt ist mit einer konischen Mantelfläche entworfen, und kann durch einen Kegel gebildet werden, der an der Spitze abgeschnitten ist. Es ist geeignet, an der Basis des Kegels einen Körper anzuordnen, der durch einen hülsenförmigen Abschnitt gebildet wird, der als eine Lageranbringung für ein Lager in einem Handgelenk dient, das an dem Roboter-Arm angebracht ist.

Die Anzahl der Öffnungen in dem Ringabschnitt kann zwischen wenigen und einigen schwanken. Die Öffnungen können auch als "Kanäle" bezeichnet werden, in Anbetracht der Tatsache, dass die Wände des Ringabschnitts eine bestimmte Dicke aufweisen, wobei ein Kanal durch Durchdringung von der Innenfläche des Ringabschnitts zu seiner Außenfläche (der Mantelfläche) gebildet wird.

Die Drehvorrichtung kann in jeglichem frei gewählten Material entworfen werden, derart wie Stahl, Aluminium oder Kunststoff.

Es ist geeignet, die Drehvorrichtung als ein Kegelzahnrad (conical toothed wheel), geteilt oder ganz, zu beenden. "Geteilt" wird verwendet, um zu bezeichnen, dass die Drehvorrichtung einige Teile umfassen kann, die in dem Roboter aneinander angebracht sind. Diese Lösung stellt unter anderem einen großzügigen Raum zum Biegen der Versorgungsleitungen bereit. Eine geteilte Drehvorrichtung kann folglich auf diese Weise beispielsweise ein vorderes Teil umfassen, derart wie eine Drehscheibe und einen Ringabschnitt mit einer hinteren Kontaktoberfläche, der mit einem Gewinde bereitgestellt ist, wobei die Oberfläche fest in ein äquivalentes hinteres Teil mit Gewinde der Drehvorrichtung geschraubt ist. Der hintere Teil ist beispielsweise durch ein geeignetes Verfahren mit Zahnradgetrieben und einem Motor verbunden, welche die Drehvorrichtung antreiben und dieser eine Drehbewegung übermitteln. Andere technische Merkmale, die ein Kegelzahnrad betreffen, beispielsweise in Bezug auf Öffnungen in der Drehvorrichtung und den Neigungswinkel der konischen Mantelfläche, können mit den hier für die Drehvorrichtung beschriebenen Merkmalen übereinstimmen.

Die Versorgungsleitungen sind angeordnet, um durch die Öffnung in eine Richtung durchgeführt zu werden, die eine Komponente parallel zu der dritten Achse aufweist. Eine Normale kann an jenem Punkt auf der Mantelfläche des Ringabschnitts definiert werden, wo die Versorgungsleitung die Öffnung verlässt, das heißt eine Richtung an dem Punkt, die senkrecht zu der Mantelfläche des Ringabschnitts ist. Auf diese Weise weisen die Öffnung und die Versorgungsleitung, die durch sie hindurchgeführt wird, einen Neigungswinkel zwischen der dritten Achse und der Normalen zu der Mantelfläche auf, der unterhalb von 90° liegt. Die dritte Achse ist die Drehachse des Werkzeug, das an der Drehscheibe angebracht ist. Es ist geeignet, wenn die Normale zu der Mantelfläche, das heißt eine Achse senkrecht zu der Mantelfläche, eine Längenausdehnung aufweist, die im wesentlichen mit einer axialen Ausdehnung der Öffnungen übereinstimmt, die durch die Drehvorrichtung durchgehen. Folglich weisen die jeweiligen Öffnungen jeweils eine Längenausdehnung auf, die sich entlang einer Normalen zu der Mantelfläche erstreckt. Es ist geeignet, wenn der Neigungswinkel zwischen der dritten Achse und der Normalen in einem Bereich von 0° bis 60°, und vorzugsweise in einem Bereich von 0° bis 44° ist. Eine Versorgungsleitung, die sich durch eine Öffnung erstreckt, weist an der Stelle der Öffnung mindestens eine Axialrichtungskomponente auf, eine Komponente, die parallel zu der dritten Achse verläuft. Wenn der Neigungswinkel 0° überschreitet, so weist die Versorgungsleitung auch eine Richtungskomponente in Radialrichtung auf. Wenn der Neigungswinkel 0° beträgt, so ist die Mantelfläche größtenteils senkrecht in Bezug zu der dritten Achse angeordnet. Die Öffnungen weisen dann eine gerade Durchführung nach vorne in der Erstreckungsrichtung des Ringabschnitts auf.

Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Verlegen von Versorgungsleitungen in einem Industrieroboter mit den in Anspruch 12 aufgeführten Merkmalen.

Die vorliegende Erfindung umfasst ebenfalls die Verwendung einer Drehvorrichtung an einem Industrieroboter mit einem drehbaren Oberarm, gemäß dem, was in Anspruch 16 erläutert ist.

Es ist geeignet den Industrieroboter und die Drehvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Arbeit in Schweißverfahren zu verwenden, derart wie beispielsweise Punktschweißen. Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb ebenfalls die Verwendung des Industrieroboters oder der Drehvorrichtung gemäß dem, was in Anspruch 17 erläutert ist, in einem Schweißverfahren.

Der beschriebene Industrieroboter, der auch als ein "Manipulator mit einer Steuervorrichtung" bezeichnet werden kann, ist erfindungsgemäß von einem Typ, der dafür vorgesehen ist, es zu schaffen Lasten bis zu mindestens 150 kg zu tragen. Es ist geeignet, dass der erfindungsgemäße Industrieroboter von einem Typ ist, bei dem der Roboter-Oberarm und die Drehachsen des Roboters durch Zahnradgetriebe über Motoren betrieben werden. Es ist geeignet, dass die Motoren in einem derartigen Typ von Roboter-Oberarm bei den Zahnradgetrieben angeordnet sind, das heißt in dem vorderen äußeren Teil des Roboter-Oberarms bei dem Handgelenk und der Drehvorrichtung, und es ist geeignet, falls sie in diesen Teilen angeordnet sind.

Die Erfindung wird nun detaillierter in Form einer nicht-beschränkenden Ausführungsform beschrieben werden, die mit der Hilfe der beigefügten Zeichnungen erläutert wird, worin:

1 eine allgemeine Skizze eines erfindungsgemäßen Industrieroboters zeigt.

2 prinzipiell den Weg der Versorgungsleitungen durch einen Roboter-Oberarm und eine Drehvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

3 in perspektivischer Ansicht das freie Ende eines Roboter-Oberarms gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

4 in einer Ansicht, die direkt von der Seite erfolgt, teilweise die Drehvorrichtung an dem freien Ende des Roboter-Oberarms von 3, mit einer Versorgungsleitung, die durch einen Ringabschnitt verlegt ist, zeigt.

5 in einer perspektivischen Ansicht einen Querschnitt durch das freie Ende einer Ausführungsform des Roboter-Oberarms gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

6 in einer perspektivischen Ansicht, einen Querschnitt einer Ausführungsform des freien Endes eines Roboter-Oberarms gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.

1 erläutert einen Industrieroboter 1, der einen drehbaren Roboter-Oberarm 2 umfasst, an dessen freiem Ende eine drehbare Drehvorrichtung 3 angebracht ist, die drehbar in einem Handgelenk 6 (wobei auf diesen Abschnitt des Arms häufig als "Gabel" Bezug genommen wird) angeordnet ist. 2 zeigt im Prinzip (im wesentlichen in Übereinstimmung mit dem in 1 gezeigten Industrieroboter), wie eine Versorgungsleitung K durch den Roboter-Oberarm 2 und die Drehvorrichtung 3 auf einem erfindungsgemäßen Industrieroboter verlegt ist. Die Versorgungsleitung K ist derart angeordnet, um durch eine Öffnung 14 in einem Ringabschnitt der Drehvorrichtung 3 durchgeführt zu werden. Der Industrieroboter umfasst einen Oberarm 2, der um eine erste Achse A drehbar ist, ein an dem Oberarm angebrachtes Handgelenk 6, das um eine zweite Achse B drehbar ist, eine an dem Handgelenk angebrachte, hohle Drehvorrichtung 3, die um eine dritte Achse C drehbar ist, die an ihrem vorderen Ende eine Drehscheibe 8 zur Anbringung eines Werkzeugs umfasst. Die erste Achse A schneidet die zweite Achse B rechtwinklig, und die zweite Achse B schneidet die dritte Achse C rechtwinklig. Ein Ringabschnitt 10 ist zwischen und in direktem Kontakt mit der vorderen scheibenförmigen Drehscheibe 8 und einem hinteren Abschnitt 17 der Drehvorrichtung 3 angeordnet.

3 und 4 zeigen einen Industrieroboter mit einem drehbaren hohlen Oberarm 2, der zwei geformte Armteile 20, 21 (auch als "Gabel" bekannt) umfasst, wobei eine Drehvorrichtung 3 an dem freien Ende 4 des Roboter-Oberarms 2 zwischen den Armteilen 20, 21 angeordnet ist, wobei die Drehvorrichtung in einem Handgelenk 6 um eine zweite Achse B (die Kippachse) drehbar ist (das heißt, dass sie eine Biege/Kipp-Bewegung ausführen kann). Die Drehvorrichtung 3 umfasst einen hinteren hülsenförmigen Abschnitt 17 (wie in 5 gezeigt) und einen vorderen scheibenförmigen Abschnitt, der als "die Drehscheibe" 8 bezeichnet wird. Ein Ringabschnitt 10 ist zwischen und in direktem Kontakt mit der vorderen scheibenförmigen Drehscheibe 8 und dem hinteren Abschnitt 17 der Drehvorrichtung 3 angeordnet. Eine Drehbewegung wird der Drehvorrichtung 3 mit Hilfe von Motoren und Zahnradgetrieben übermittelt, die nicht in den Figuren gezeigt sind. Eine Versorgungsleitung K ist dafür vorgesehen entlang und in dem Roboter-Oberarm 2 angeordnet zu werden und zu verlaufen, nach vorne durch eine mittige Öffnung 22 (oder Vertiefung) in dem hinteren Abschnitt 17 der Drehvorrichtung 3 und nach vorne zu der Drehscheibe 8 (siehe 3). Der hintere Abschnitt 17 und die Öffnung 22 bilden auf diese Weise einen zylindrischen Körper 24. Die Drehvorrichtung 3 kann um eine dritte Achse C gedreht werden. Ein Werkzeug ist an der Drehscheibe 8 über einer eine Werkzeugverbindungseinrichtung bildenden Oberfläche 13 vor einem Flansch 11 angebracht. Die Werkzeugverbindungseinrichtung 13 ist mit Mitteln 15 für die steife Anbringung eines Werkzeugs an die Verbindungseinrichtung 13 ausgestattet. Die Drehscheibe ist an ihrem ersten Ende mit einer konischen Mantelfläche 12 entworfen und der Ringabschnitt 10 umfasst Durchführungsöffnungen 14, von denen jede eine Axialausdehnung entlang ihrer jeweiligen Normalen 16, rechtwinklig zu der Mantelfläche 12 aufweist. Eine Versorgungsleitung K ist folglich vorgesehen, um durch den Roboter-Oberarm 2, nach vorne durch die mittige Öffnung 22 der Drehvorrichtung und heraus durch eine Öffnung 14 in dem Ringabschnitt 10 verlegt zu werden. 4 erläutert ebenfalls einen Neigungswinkel &agr; zwischen der dritten Achse C und der Normalen 16. Dieser Neigungswinkel &agr; liegt unterhalb von 90° und die Öffnungen 14 in dem Ringabschnitt 10 sind angeordnet, um quer und längs mindestens ein Kabel darin zu steuern, wodurch eine Versorgungsleitung einen relativ geraden Durchgang durch die Drehvorrichtung und heraus durch die Öffnungen 14 in dem Ringabschnitt erhält. Erfindungsgemäß sollte die Versorgungsleitung nicht in dem Roboterarm angebracht werden und sollte entlang der Richtung von seiner Längsachse bewegt werden können, zumindest bei dem freien, äußeren Ende des Roboterarms, das heißt bei dem Ringabschnitt 10 und dem Handgelenk 6. Die Versorgungsleitung kann jedoch in einer Position fest angebracht werden, und dann ist beispielsweise eine geeignete Stelle nahe bei oder in den Öffnungen 14 in dem Ringabschnitt 10. Die Anzahl an Öffnungen in dem Ringabschnitt kann von einer einzelnen bis zu ungefähr zehn Öffnungen variieren und es ist geeignet bzw. zweckmäßig, falls sie symmetrisch um die Mantelfläche des Ringabschnitts angeordnet sind. Der Ringabschnitt 10 umfasst mindestens einen Abschnitt mit einen Radius R₁, der zwischen der dritten Achse C und der Mantelfläche 12 des Ringabschnitts (siehe 4) definiert ist, der geringer als der Radius R₂ des zylindrischen Körpers 24 ist.

5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, worin das freie Ende eines Roboter-Oberarms (im wesentlichen in Übereinstimmung mit der Vorrichtung gemäß 1-4) mit der Drehvorrichtung 3 zum Drehen (das heißt, um eine Kipp-/Biegebewegung ausführen zu können) um die zweite Achse (die Kippachse) B angeordnet ist. Die Drehvorrichtung 3, die eine mittige Öffnung 22 aufweist, umfasst eine Drehscheibe 8 und einen hinteren, hülsenförmigen Abschnitt 17 (hier in einer ungeteilten Ausführungsform in einem ununterbrochenen Körper), der angeordnet ist, um mit Hilfe von Lagern 18 in einem in dem Handgelenk 6 angeordneten Lagerträger 19 zu drehen. Ein Neigungswinkel &agr; zwischen einer dritten Achse C und einer Normalen zu der Mantelfläche 25 ist in 4 eingezeichnet. Wie zuvor erwähnt, kann der Neigungswinkel vorzugsweise in dem Bereich von 0° bis 44° liegen. Auf diese Weise können die Versorgungsleitungen einen relativ geraden Durchgang durch eine Öffnung 23 (oder einen Kanal) bei dem freien Ende eines Roboter-Oberarms, nach vorne zu einer Werkzeugverbindungseinrichtung 13 erhalten, indem die Versorgungsleitungen intern in Öffnungen 22 in dem hohlen, hülsenförmigen Abschnitt 17 der Drehvorrichtung 3 und durch Öffnungen 14 in dem Ringabschnitt 10 heraus geführt werden, wo die Durchgänge in den Öffnungen in einer Richtung schräg nach vorne angeordnet sind. Die jeweiligen Leitungen, die Teil einer Versorgungsleitung oder eines Bündels von Versorgungsleitungen aus einigen Leitungen/Drähten bzw. Leitungen sind, können auf diese Weise jeweils in jeweiligen Öffnungen 14 angeordnet werden, wodurch die Leitungen auseinander gehalten werden, quer gesteuert und in Bezug zueinander verschiebbar angeordnet sind. Die Öffnungen 14 sind größer als die Leitungen, die dort angeordnet werden sollen, wodurch sich die jeweilige Leitung in der Versorgungsleitung noch frei bewegen kann und frei in einer Axialrichtung durch die Öffnungen 14 läuft. Folglich gibt es eine bestimmte Menge an freiem Raum für eine Leitung in der Öffnung. Folglich ist wichtig, dass die Reibung zwischen den umgebenden Wänden in der Öffnung und einer durch sie durchgeführten Leitung gering ist.

6 erläutert eine Ausführungsform (im wesentlichen in Übereinstimmung mit der Vorrichtung gemäß 1–2), worin die Drehvorrichtung 30 in der Form eines geteilten Kegelzahnrads vorliegt. Die geteilte Drehvorrichtung umfasst zwei Teile, einen vorderen Teil 32 mit einer Drehscheibe 33 und einen hülsenförmigen, hinteren Teil 34. Der vordere Teil 32 ist an einem hinteren, hülsenförmigen Körper 31 der Drehvorrichtung angebracht, der Kontaktoberflächen aufweist, die in Kontakt mit jeder anderen 35 während einer Anordnung der Drehvorrichtung 30 in dem Roboterarm angeordnet sind. Eine geteilte Drehvorrichtung bietet mehr Raum zum Biegen der Versorgungsleitungen. Der Grund ist, dass dies für ein Lager 46 für die Drehbewegung um die Achse B eine Anordnung in dem vorderen Teil der Drehvorrichtung 30 ermöglicht. Dies ist unter dem Gesichtspunkt der Haltbarkeit vorteilhaft. Die hintere Öffnung 39 der Drehvorrichtung 30 ist vor der Drehachse B angeordnet, was ein vorteilhafteres Biegen der Versorgungsleitungen ermöglicht. Das Drehzentrum für die Drehvorrichtung 30 gemäß dieser Ausführungsform liegt folglich weiter hinten entlang dem Roboterarm 2, hinter der Drehvorrichtung 30. Dies ist mit der Ausführungsform gemäß 5 zu vergleichen, worin die hintere Öffnung 25 der Drehvorrichtung 3 hinter der Drehachse B angeordnet ist. Folglich liegt im Vergleich zu der Drehvorrichtung 30 in 6 das Drehzentrum der Drehvorrichtung 3 in 5 weiter vorne zu dem freien Ende 4 des Roboterarms 2 hin, in der Drehvorrichtung selbst. Die Öffnungen 40 sind entworfen, dass sie durch die konische Mantelfläche 45 eines Ringabschnitts 36 laufen. Der hintere Körper 31 der Drehvorrichtung weist eine Kontaktoberfläche auf, die mit Zähnen ausgestattet sind, die in einem Zahn-Eingriff mit einer äquivalenten, zahnausgestatteten Kontaktoberfläche eines in dem Handgelenk angeordneten Zahnradgetriebes sind, wobei das Zahnradgetriebe angeordnet ist, um eine Drehbewegung an die Drehvorrichtung über einen Motor zu übertragen. Die Drehvorrichtung 30 weist eine mittige Öffnung 42 auf. Weiterhin ist die Drehvorrichtung 30 angeordnet, um um eine in dem Handgelenk 6 angeordnete Kippachse 44 zu drehen. Die Drehvorrichtung ist an Lagern 46 in einem Lagerträger 48 angebracht. Ein Werkzeug ist mit der Drehscheibe bei einer Oberfläche verbunden, die eine Werkzeugverbindungseinrichtung 52 bildet, vor einem Flansch 50.

Versorgungsleitungen sind durch Öffnungen 40 in dem Ringabschnitt 36 angeordnet. Eine Versorgungsleitung, nicht gezeigt, ist intern mit einem im wesentlichen gerade durchgehenden Verlauf durch Öffnungen 54 (Kanäle) in dem Roboter-Oberarm und nach vorne durch mittige Öffnungen 42, 43 in der Drehvorrichtung verlegt. Jegliche anderen technischen Eigenschaften beispielsweise in Bezug auf Öffnungen und den Neigungswinkel bei der Mantelfläche des Ringabschnitts, der unterhalb von 90 liegt, stimmen mit jenen überein, die vorstehend für die Drehvorrichtung 3 unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben wurden.