CN1798638A - 具有一个通过保持装置而可动地安装的腕部架的机械臂 - Google Patents

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Abstract

一种工业机器人(1)，其包括一个具有一个腕部(7)的机械臂，所述腕部包括一个可动地安装在机械臂(6)上的腕部架，其中所述腕部架包括有保持装置(9)，用于将一个旋转机器人工具以一个自由度可枢转地连接到其上。

Description

具有一个通过保持装置而可动地安装的腕部架的机械臂
技术领域
本发明涉及工业机器人。
背景技术
传统的工业机器人包括至少一个机械臂，所述的机械臂在其末端具有一个腕部。所述腕部包括一个具有保持装置的腕部架，例如一个叉形延伸件，其中支撑有一个倾斜组件。所述腕部绕第一轴线旋转，所述第一轴线与机械臂的纵向中心线平行。所述腕部还包括一个旋转盘，机器人工具或其他需要的配件安装在该旋转盘上。旋转盘设置成绕一个第二轴线旋转以定位机器人工具，所述第二轴线与旋转盘上的第一轴线成一角度。这种工业机器人例如公开在美国专利6125715中。这种工业机器人的一个缺点在于：旋转盘的旋转中心和机器人工具之间存在有一偏移量，这使得机器人具有不利的挠性，对其性能造成不利影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工业机器人，其具有一个改进的工具支撑组件。
本发明的这个以及其它目的通过包括有在权利要求1中所描述的特征的一个工业机器人实现，即，一个工业机器人，其包括：一个具有一个腕部的机械臂，所述腕部包括一个可动地安装在机械臂上的腕部架，并包括有保持装置，用于将一个旋转机器人工具以一个自由度可枢转地连接在其上。
从而，旋转机器人工具与机器人的腕部集成为一体，从而极大地提高了工具支撑机械臂的刚度，从而极大地提高了机器人的刚度及稳定性，从而改善了本发明机器人的性能。通过省略了旋转盘以及把旋转机器人工具直接地安装在腕部上而消除了旋转盘和旋转机器人工具之间的间隙以及旋转盘中心与旋转机器人工具中心之间的偏差。此外，与传统机器人相比，本发明的机器人较为便宜且易于制造。
本发明适用于任何类型的包括有至少一个可移动或固定机械臂的工业机器人，所机械臂具有一个可动地安装在机械臂上的腕部。如果依据本发明而修改一个已有的六轴工业机器人，则发明的工业机器人将仅仅具有五个轴线，原因是因为通过用旋转机器人工具来替代旋转盘而消除了第六轴线。当例如用于研磨和搅拌摩擦焊时——其中由机器人保持的旋转工具配件是对称的——第六轴线不起作用。因此，使用五个轴线已经是足够的了，同时还具有相同的作用范围(performance of reach)。
依据本发明的一个实施方式，旋转机器人工具包括有一个例如马达和/或齿轮组件——例如锥齿轮——的驱动装置。
依据本发明的另一个实施方式，保持装置提供了一个与旋转机器人工具转动轴线相垂直的转动轴线，从而使得旋转机器人工具可以绕着由保持装置所提供的转动轴线转动至少180°。依据本发明的一个可选实施方式，旋转机器人工具的转动轴线与由保持装置所提供的转动轴线相交，其交角并不成90°。
依据本发明的另一个实施方式，腕部安装在一个上机械臂上。
依据本发明的一个实施方式，驱动装置液压地驱动，以具有尽可能多的动力。依据本发明的另一个实施方式，驱动装置是电力驱动的，其或者通过工业机器人的电源供电，或者通过一个独立的电源供电。电源容置于旋转机器人工具的壳体内，或者可选地，电力通过电缆而从机器人的电源供应至旋转机器人工具的驱动装置，所述电缆沿腕部布设并穿过保持装置。
依据本发明的再一个实施方式，驱动装置设置成以恒定转速驱动旋转机器人工具。可选地，驱动装置包括改变其转速的装置。
依据本发明的一个实施方式，旋转机器人工具是一个对称的旋转机器人工具，例如一个研磨工具或一个搅拌摩擦焊接工具。依据本发明的工业机器人特别地、但并不仅仅适合于执行例如这样的一个任务：研磨、或搅拌摩擦焊接、或任意其它类型的工作，例如切削、磨削、抛光或装配工作。
附图说明
通过参照附图而对本发明的实施方式加以详细的描述，其中：
图1示出了一个依据本发明第一实施方式的工业机器人；
图2示出了一个工业机器人的腕部，其直接地保持住一个马达，所述马达驱动一个工具配件；
图3示出了图2所示的具有一体马达的腕部的侧视图；
图4示出了一个依据本发明一个实施方式的工具支撑组件；
图5a和5b示出了依据本发明其它实施方式的工具支撑组件；以及
图6示出了一个依据现有技术的工业机器人。
应当注意到，附图并不是按比例绘制的，为了清晰起见，某些零件的尺寸被放大了。
具体实施方式
图1示出了一个工业机器人1，其包括一个操纵控制器2及其控制单元3。机器人1具有一个可旋转地安装在一个机器人底座5上的支架4，从而使得其可以绕一个竖直轴线A转动。机器人1具有一个由下臂6a和上臂6b组成的机械臂6。下机械臂6a绕轴线B可枢转地安装，并对上机械臂6b进行支撑。下臂和上臂绕轴线C枢转。上臂6b可绕轴线D枢转，该轴线D与上臂6b的纵向轴线相重合。
一个腕部7安装在上臂6b的末端。该腕部7包括保持装置9，用于以一个自由度枢转连接一个旋转机器人工具，所述旋转机器人工具包括一个主轴马达8，设置该主轴马达以驱动一个旋转工具配件。主轴马达8具有一个适配器10，旋转工具配件可以安装在这个适配器上。例如，旋转机器人工具是个钻孔器，而旋转工具配件是一个钻头。在钻孔器的外壳内设置有一个钻孔器电源。当通电时，主轴马达8的输出轴杆使得旋转机器人工具绕轴线11高速地转动。主轴马达的转动轴杆11与保持装置9所提供的转动轴线(E)成90°角。
图2示出了一个腕部7，其包括形式为一个叉形延伸件12的支撑装置。支撑装置12保持住包括有一个主轴马达8的旋转机器人工具。主轴马达8通过保持装置9而可枢转地安装在腕部支撑装置12上。主轴马达8具有一个适配器10，旋转工具配件可以安装在这个适配器上。
图3示出了图2所示的具有一体马达8的腕部7的侧视图。
图4示出了一个工具支撑组件，其中在安装于支撑装置12上的马达8和适配器10之间设置有一个锥齿轮13。
图5a示出了一个工具支撑组件，其中一个马达8通过单个保持装置9而安装在支撑装置12上。马达8容置于机器人工具的外壳内。图5b示出了一个工具支撑组件，其中锥齿轮13设置在安装于支撑装置12上的马达8和适配器10之间。马达8位于机器人工具外壳之外。
图6示出了一个依据现有技术的传统六轴(A、B、C、D、E及F)工业机器人。附图标号1至7所指代的零件与图1中相同。传统机器人的腕部7包括一个旋转盘14。旋转机器人工具安装在旋转盘14上。旋转盘绕轴线F转动，以对旋转机器人工具进行定位。旋转盘14的旋转中心与旋转机器人工具的旋转中心是不重叠的。比较图1和6，可以发现：本发明的机器人(图1)仅具有五个轴线(A、B、C、D和E)，第六轴线(F)由旋转机器人工具的旋转轴线11所替代。
本发明并不限于上述的描述，对于本领域内的普通技术人员而言，可以进行多种修改而不会偏离由所附权利要求所定义的本发明的基本原理。

Claims (15)

1.一种工业机器人(1)，包括一个具有一个腕部(7)的机械臂，所述腕部包括一个可动地安装在机械臂(6)上的腕部架，其特征在于：所述腕部架包括有保持装置(9)，用于将一个旋转机器人工具以一个自由度可枢转地连接到其上。
2.如权利要求1所述的工业机器人，其特征在于：旋转机器人工具包括有例如一个马达(8)的驱动装置。
3.如权利要求1或2所述的工业机器人，其特征在于：所述保持装置(9)提供了一个与旋转机器人工具转动轴线(11)相垂直的转动轴线(E)。
4.如权利要求1或2所述的工业机器人，其特征在于：旋转机器人工具的转动轴线(11)与由保持装置(9)所提供的转动轴线(E)相交，其交角并不成90°。
5.如上述权利要求中任一项所述的工业机器人，其特征在于：所述的腕部(7)可转动地安装在所述机械臂上。
6.如上述权利要求中任一项所述的工业机器人，其特征在于：所述的腕部(7)安装在一个上机械臂(6b)上。
7.如上述权利要求中任一项所述的工业机器人，其特征在于：所述的驱动装置(8)是液压驱动的。
8.如权利要求1-6中任一项所述的工业机器人，其特征在于：所述的驱动装置(8)是电力驱动的。
9.如权利要求8所述的工业机器人，其特征在于：所述的驱动装置(8)由所述工业机器人的电源供电。
10.如权利要求8所述的工业机器人，其特征在于：所述的驱动装置(8)由一个独立的电源供电。
11.如上述权利要求中任一项所述的工业机器人，其特征在于：所述的驱动装置(8)设置成以恒定的转速驱动所述旋转机器人工具。
12.如权利要求1-10中任一项所述的工业机器人，其特征在于：所述的驱动装置(8)包括有改变其转速的装置。
13.如前述权利要求中任一项所述的工业机器人，其特征在于：所述的旋转机器人工具是对称的旋转机器人工具。
14.如前述权利要求中任一项所述的工业机器人，其特征在于：所述的旋转机器人工具是一个研磨工具。
15.如权利要求1-13中任一项所述的工业机器人，其特征在于：所述的旋转机器人工具是一个搅拌摩擦焊工具。
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