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Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für Schaltverbindungen und Rohrleitungen, welche in einem Raum zwischen einem Grundgestell und einem drehbar auf dem Grundgestell eines Industrieroboters angebrachten Drehgestell installiert sind.
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Aus der
DE 87 11 686 U1 ist eine Haltevorrichtung für Schaltverbindungen und Rohrleitungen an einem Gerät mit einer Trägereinheit und einer Dreheinheit bekannt, wobei die Dreheinheit mit einem vorgegebenen axialen Abstand von der Trägereinheit angeordnet ist, um einen Hohlraum zu schaffen. Der Hohlraum ist in radialer Richtung durch eine Rotationsachse der Dreheinheit und durch eine Innenfläche eines Zylinders begrenzt, der die Rotationsachse umgibt und die Seitenwände des Hohlraumes darstellt. Hierbei wird eine Energiezuführungsleitung derart in dem Hohlraum angeordnet, dass die Leitung eine U-förmige Gestalt bildet und annähernd den gesamten Platz des Hohlraumes einnimmt.
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Die
DE 40 18 435 A1 betrifft eine Leitungsführungsvorrichtung für eine Leitungsanordnung, bei der eine Leitungswendel von einer Stützvorrichtung in Wendelform gehalten wird. Diese Stützvorrichtung macht die beim Ein- und Ausdrehen auftretenden Änderungen des Wendeldurchmessers mit und ermöglicht so, dass die Leitungsanordnung in allen Drehstellungen der drehbaren Vorrichtung ihre Wendelform beibehält.
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Viele herkömmliche Haltevorrichtungen für Schaltverbindungen elektrischer Kabel für Industrieroboter sind in inneren Räumen der Roboter installiert, um ein gutes Aussehen sowie freie Räume um den Industrieroboter herum zu erreichen, und um die elektrischen Kabel zu schützen. Zum Beispiel offenbaren die
JP 05 6077 U und die
JP 02 100892 A eine herkömmliche Haltevorrichtung für Schaltverbindungen elektrischer Kabel für den in den
7 und
8 gezeigten Industrieroboter. Die
8 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie D-D von
7.
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In den 7 und 8 umfaßt die Haltevorrichtung für Schaltverbindungen elektrischer Kabel ein Grundgestell 1 mit einem ersten Raum 20 und ein Drehgestell 2, das einen zweiten Raum 21 aufweist und drehbar auf dem Grundgestell 1 montiert ist. Die Haltevorrichtung umfaßt ein Paar elastischer flexibler Installationsrohre 51, 52, die jeweils ein Bündel 42 einer Mehrzahl elektrischer Kabel 42a aufnehmen. Die Installationsrohre 51, 52 sind in jedem der kreisförmigen Räume 20, 21 zwischen dem Grundgestell 1 und dem Drehgestell 2 auf beiden Halbseiten so installiert, daß sie sich symmetrisch erstrecken bezüglich einer Kreuzungslinie 25, die durch die Rotationsachse O des Drehgestells 2 hindurchgeht.
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Ein Ende jedes Installationsrohres 51, 52 ist an der Innenwand des Grundgestells 1 durch eine Schelle 9 befestigt, und jedes Installationsrohr 51, 52 erstreckt sich entlang einer Halbstrecke in dem kreisförmigen Raum 20 des Grundgestells 1 und wendet sich dann zurück zum Bilden einer U-förmigen Gestalt 44 und kehrt entlang der Halbstrecke in dem kreisförmigen Raum 21 des Drehgestells 2 zurück in Kontakt mit einer Deckenwand des Drehgestells 2, und das andere Ende jedes Installationsrohres 51, 52 ist an dem Drehgestell 2 durch eine Schelle 10 befestigt.
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Durch eine solche Anordnung wird, wenn das Drehgestell 2 sich in eine Richtung dreht, das Bündel 42 einer Mehrzahl von Kabeln 42a, die in einem der Installationsrohre 51, 52 untergebracht sind, dazu gebracht, nach vorn zu gehen, wobei es gebogen oder nach oben gedreht wird mit angemessener Krümmung, und ferner wird gleichzeitig das in dem anderen Installationsrohr untergebrachte Bündel 42 dazu gebracht, nach hinten zu gehen, wobei es ähnlich gebogen oder nach oben gedreht wird. Dies führt dazu, daß die zwei Installationsrohre 51, 52 sich nicht gegenseitig stören, und daß die in den Installationsrohren untergebrachten Bündel 42 mit stabiler Belastung gedrückt werden und Störungen der Schaltverbindungen vermieden werden.
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Die
JP 09 150393 A offenbart eine Anordnung von Kabeln in der Weise, daß jede Kabeleinzugsöffnung entlang der Drehrichtung eines Drehgestells
2 angeordnet ist, um zu vermeiden, daß sich Kabel in einer Vertikalrichtung miteinander umlegen.
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Jahr für Jahr nimmt die Anzahl elektrischer Kabel und Rohre für Luft oder Wasser oder dergleichen, die in Industrierobotern zu installieren sind, beständig zu. Zum Beispiel ist kürzlich in einem Lichtbogen-Punktschweißroboter, der eine vorbestimmte Schweißtätigkeit ausführt unter Verwendung eines Effektors wie beispielsweise an seinem Handgelenk eingespannter Schweißpistolen, ein Servomotor dazu verwendet worden, eine Elektrodenspitze anstatt eines Druckluftzylinders anzutreiben.
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In der obigen herkömmlichen, in den
7 und
8 gezeigten, Haltevorrichtung für Schaltverbindungen elektrischer Kabel nimmt jedoch, wenn die Anzahl der elektrischen Kabel und Rohre zunimmt, der Außendurchmesser des elastischen flexiblen Installationsrohres, das elektrische Kabel und Rohre aufnimmt, ebenfalls zu, was dazu führt, daß der Krümmungsradius der U-förmigen Gestalt
44 zunimmt und das Grundgestell und das Drehgestell hohe Vertikalhöhen und groß dimensionierte Körper aufweisen müssen. Dies trifft auch zu auf die Vorrichtung der
JP 09 150393 A , da das Grundgestell und das Drehgestell hohe Vertikalhöhen und groß bemessene Körper aufweisen müssen, um zu vermeiden, daß sich Kabel und Rohre in einer Vertikalrichtung miteinander umlegen. Diese herkömmlichen Vorrichtungen führten unvermeidlich dazu, daß die Roboterkörper große Vertikalhöhen aufweisen und groß bemessen sein müssen.
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Ein Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung einer Haltevorrichtung für Schaltverbindungen und Rohrleitungen, die in einem Raum zwischen einem Grundgestell und einem drehbar auf dem Grundgestell eines Industrieroboters angebrachten Drehgestell installiert sind, welche dafür vorgesehen ist, eine erhöhte Anzahl der elektrischen Kabel und Rohre aufzunehmen, ohne dem Roboterkörper einschließlich seinem Grundgestell und seinem Drehgestell eine große Vertikalhöhe und eine große Abmessung zu geben.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Haltevorrichtung für Schaltverbindungen elektrischer Kabel eines Industrieroboters, welche dafür vorgesehen ist, die elektrischen Kabel und Rohre so zu schützen, daß die benachbarten Installationsrohre, die die Bündel aufnehmen, sich nicht gegenseitig stören, während sich das Drehgestell dreht, und daß die in den Installationsrohren untergebrachten Bündel mit stabiler Belastung gedrückt werden und Störungen der Schaltverbindungen vermieden werden.
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Gemäß der Erfindung wird eine Haltevorrichtung für Schaltverbindungen und Rohrleitungen geschaffen, welche in einem Industrieroboter installiert ist, der ein Grundgestell mit einem ersten Raum umfasst sowie ein Drehgestell mit einem zweiten Raum, das drehbar auf dem Grundgestell montiert ist. Die Haltevorrichtung ist gekennzeichnet durch
- – eine Mehrzahl kreisförmiger Räume, die unterteilt sind durch zumindest eine Trennwand mit einem Abschnitt, der sich entlang eines konzentrischen Kreises bezüglich einer Rotationsachse des Drehgestells erstreckt und mit einem Ende an einer Innenwand des Grundgestells oder des Drehgestells befestigt ist,
- – eine Mehrzahl von Bündeln, die eine Mehrzahl elektrischer Kabel und/oder Rohre enthalten, wobei die Bündel in dem jeweiligen Raum so angeordnet sind, dass das jedes Bündel sich entlang einer Halbstrecke in dem jeweiligen Raum des Grundgestells erstreckt, sich dann zurückwendet zum Bilden einer U-förmigen Gestalt, sich entlang der Halbstrecke in Kontakt mit einer unteren Fläche der Innenwand in dem jeweiligen Raum des Drehgestells zurück erstreckt, und ein Ende jedes Bündels an der Innenwand des Grundgestells sowie das andere Ende jedes Bündels an der Innenwand des Drehgestells befestigt ist,
- – die Trennwand, die aus einer ersten und einer zweiten Trennwand besteht, wobei die erste und zweite Trennwand mit einem kleinen Abstand zueinander angeordnet sind und ein Ende der ersten Trennwand an einer inneren Bodenwand des Grundgestells sowie ein Ende der zweiten Trennwand an einer inneren Deckenwand des Drehgestells angeordnet sind
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Da durch solch eine Anordnung der erste und der zweite Raum durch die Trennwand jeweils in eine Mehrzahl kreisförmiger Räume unterteilt sind, wird die Anzahl von Kabeln und/oder Rohren, die in jedem kreisförmigen Raum installiert sind, ähnlich in kleine Anzahlen unterteilt, was dazu führt, daß der Krümmungsradius der zurückgedrehten Abschnitte, die U-förmige Gestalten in den ersten und den zweiten Räumen bilden, klein gemacht werden können, wodurch eine Haltevorrichtung geschaffen wird, die dafür vorgesehen ist, eine erhöhte Anzahl elektrischer Kabel und Rohre aufzunehmen, ohne dem Roboterkörper einschließlich seinem Grundgestell und seinem Drehgestell eine große Vertikalhöhe und eine große Abmessung zu geben.
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Vorzugsweise kann jedes Bündel, das eine Mehrzahl elektrischer Kabel und/oder Rohre enthält, jeweils in einem flexiblen Spiralfederrohr aufgenommen werden. Durch diese Anordnung werden Bündel, welche die Mehrzahl elektrischer Kabel und/oder Rohre enthalten, durch das flexible Spiralfederrohr geschützt.
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Noch besser wird vorzugsweise als Spiralfederrohr eine Installationsrohr verwendet, das jeweils auf beiden Halbseiten jedes kreisförmigen Raumes so angeordnet ist, dass es sich bezüglich einer Kreuzungslinie symmetrisch erstreckt, die durch die Rotationsachse des Drehgestells hindurchgeht. Als flexibles Installationsrohr kann eine Kunststoffröhre mit ausreichender Elastizität gegen Biegebewegungen und einer starken Festigkeit gegen Reibung verwendet werden. Durch diese Anordnung wird die Hälfte der Spiralfederrohre dazu gebracht, nach vorn zu gehen, wobei sie gebogen oder nach oben gedreht werden mit einer angemessenen Krümmung, ferner werden gleichzeitig die übrigen Spiralfederrohre dazu gebracht, nach hinten zu gehen, wobei sie ähnlich gebogen oder nach oben gedreht werden, was dazu führt, daß die benachbarten Spiralfederrohre, die die Bündel aufnehmen, sich gegenseitig nicht behindern, während das Drehgestell sich dreht, und die in den Spiralfederrohren untergebrachten Bündel mit konstanter Last gedrückt werden und sich aus den Schaltverbindungen und Rohrleitungen ergebende Störungen vermieden werden.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine partielle Vertikalschnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Haltevorrichtung für Schaltverbindungen und Rohrleitungen eines Industrieroboters;
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2 eine Draufsicht, betrachtet aus der Richtung eines in 1 gezeigten Pfeiles P;
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3 eine Schnittansicht entlang der in 2 gezeigten Linie B-B;
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4 eine Schnittansicht entlang der in 1 gezeigten Linie C-C;
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5 eine Schnittansicht einer Abwandlung von 3, worin jeder erste und zweite Raum in drei kreisförmige Räume unterteilt ist, um sechs Reihen von Spiralfederrohren zu installieren;
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6 eine ähnliche Schnittansicht einer weiteren Abwandlung der 3 und 5, worin die Außendurchmesser der zwei Reihen von Spiralfederrohren von denen der anderen zwei Reihen verschieden sind;
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7 eine partielle Vertikalschnittansicht einer herkömmlichen Haltevorrichtung für Schaltverbindungen und Rohrleitungen eines Industrieroboters; und
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8 eine Schnittansicht entlang der in 7 gezeigten Linie D-D.
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Wie in den 1 bis 4 gezeigt, umfaßt ein Industrieroboter ein Grundgestell 31 mit einem ersten Raum 33 und ein Drehgestell 32 mit einem zweiten Raum 34, das drehbar auf dem Grundgestell 31 montiert ist. Ein Reduziergetriebe 4 ist an dem Grundgestell 31 befestigt und gekoppelt mit einer Antriebswelle 24 eines an dem Drehgestell 32 befestigten Motors 3. Das äußere Gehäuse 26 des Reduziergetriebes 4, das seine Ausgangswelle bildet, ist auch an dem Drehgestell 32 befestigt, und wenn der Motor 3 die Welle 24 dreht, wird das Drehgestell 32 gedreht. An dem Drehgestell 32 sind nicht gezeigte Roboterarme montiert.
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Die Haltevorrichtung der Erfindung umfaßt eine Mehrzahl kreisförmiger Räume 35, 36, 37, 38, die abgeteilt sind durch eine erste und eine zweite Trennwand 13a, 13b, wobei jede von denen Abschnitte 39 (4) aufweist, welche sich entlang eines konzentrischen Kreises bezüglich der Rotationsachse O des Drehgestells 32 bei seinem Mittelpunkt über etwa 280 Grad erstrecken, und deren jeweilige Enden an Innenwänden des Grundgestells 31 bzw. des Drehgestells 32 befestigt sind. Die an einer inneren Bodenwand des Grundgestells 31 befestigte erste Trennwand 13a unterteilt den ersten Raum 33 in zwei kreisförmige Räume 35, 36, und die an einer inneren Deckenwand des Drehgestells 32 befestigte zweite Trennwand 13b unterteilt den zweiten Raum 34 in zwei kreisförmige Räume 37, 38.
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Ferner umfaßt die Haltevorrichtung eine Mehrzahl von Bündeln 12, die eine Mehrzahl elektrischer Kabel 12a und/oder Rohre 12b enthalten, die jeweils verbunden sind mit einer Robotersteuereinrichtung bzw. einem Effektor wie beispielsweise einer Schweißpistole, die nicht gezeigt sind. Die Bündel 12 können eine Mehrzahl elektrischer Kabel 12a enthalten, eine Mehrzahl elektrischer Kabel 12a und ein Rohr 12b, eine Mehrzahl elektrischer Kabel 12a und eine Mehrzahl von Rohren 12b, oder eine Mehrzahl von Rohren. Die Bündel 12 sind in Spiralfederrohren 5, 6, 7, 8 untergebracht zum Schützen jeweiliger Bündel 12, die eine Mehrzahl elektrischer Kabel 12a und/oder Rohre 12b enthalten. Die Spiralfederrohre können flexible Installationsrohre sein. Ferner kann als flexibles Installationsrohr eine Kunststoffröhre mit ausreichender Elastizität gegen Biegebewegungen und einer starken Festigkeit gegen Reibung verwendet werden.
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Wie in den 1 und 4 zu erkennen, treten vier Spiralfederrohre 5, 6, 7, 8 von dem rechten Ende des Grundgestells 31 her in die zwei kreisförmigen Räume 35, 36 ein. Jedes eine Ende der Rohre 5, 6, 7, 8 ist an der Innenwand des Grundgestells 31 durch eine Schelle 9 befestigt. Jedes Rohr erstreckt sich entlang einer Halbstrecke in einem der kreisförmigen Räume 35, 36 und wendet sich dann zurück zum Bilden einer U-fömigen Gestalt 14 und kehrt entlang der Halbstrecke in einem der kreisförmigen Räume 37, 38 zurück in Kontakt mit einer Innenwand des Drehgestells 32, und die anderen Enden der Installationsrohres sind an der Innenwand des Drehgestells 32 durch Schellen 10, 11 befestigt (2).
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Wie am besten in 4 zu erkennen, sind die Spiralfederrohre 5, 6, 7, 8 in zwei Gruppen 5, 6 und 7, 8 unterteilt. Die Installationsrohre 5, 6 und die Installationsrohre 7, 8 sind an beiden Halbseiten der kreisförmigen Räume 35, 36 so angeordnet, dass sie sich zu einer Kreuzungslinie 40 symmetrisch erstrecken, die durch die Rotationsachse O des Drehgestells 32 hindurchgeht. Auf diese Weise werden mehrere Bündel 12, die eine Mehrzahl elektrischer Kabel 12a und/oder ein Rohr 12b oder Rohre 12b enthalten, jeweils geschützt durch die Spiralfederrohre 5, 6, 7, 8 und werden so gehalten, daß benachbarte Installationsrohre sich während der Drehbewegung des Drehgestells 32 nicht gegenseitig stören.
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Da der erste und der zweite Raum 33, 34 jeweils durch die Trennwand 13a, 13b in eine Mehrzahl kreisförmiger Räume 35, 36, 37, 38 unterteilt sind, wird durch solch eine Anordnung die Anzahl von Kabeln 12a und/oder Rohren 12b, die in jedem kreisförmigen Raum installiert sind, ähnlich in kleine Anzahlen unterteilt, was dazu führt, daß der Krümmungsradius der zurückgedrehten Abschnitte, die U-förmige Gestalten 14 in den ersten und den zweiten Räumen bilden, klein gemacht werden können, wodurch eine Haltevorrichtung für Schaltverbindungen und Rohrleitungen eines Industrieroboters darauf eingerichtet wird, eine erhöhte Anzahl elektrischer Kabel und Rohre aufzunehmen, ohne einem Roboterkörper einschließlich seinem Grundgestell und seinem Drehgestell eine große Vertikalhöhe und eine große Abmessung zu geben, was dazu führt, daß sie eine Zunahme der Herstell- und Materialkosten vermeidet und zur Schaffung kostengünstiger Roboter beiträgt.
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Da die zwei Gruppen der Installationsrohre 5, 6 und die Installationsrohre 7, 8 an beiden Halbseiten der kreisförmigen Räume 35, 36 so angeordnet sind, daß sie sich symmetrisch erstrecken zu der Kreuzungslinie 40, die durch die Rotationsachse O des Drehgestells 32 hindurchgeht, wird in Betrieb die Hälfte der Installationsrohre dazu gebracht, nach vorn zu gehen, wobei sie gebogen oder nach oben gedreht werden mit angemessener Krümmung, ferner werden gleichzeitig die übrigen Installationsrohre dazu gebracht, nach hinten zu gehen, wobei sie ähnlich gebogen oder nach oben gedreht werden, was dazu führt, daß die benachbarten Spiralfederrohre, die die Bündel aufnehmen, sich gegenseitig nicht behindern, während das Drehgestell 32 sich dreht, und die in den Spiralfederrohren untergebrachten Bündel 12 mit konstanter Last gedrückt werden und sich aus den Schaltverbindungen und Rohrleitungen ergebende Störungen vermieden werden.
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5 zeigt eine Schnittansicht, welche eine Modifikation der in 3 gezeigten Ansicht umfaßt, in der jeder erste und zweite Raum in sechs kreisförmige Räume unterteilt ist durch vier Trennwände 13a, 13b, 17a, 17b, um sechs Reihen von Spiralfederrohren 6, 8, 16, 5, 7, 15 zu installieren, die jeweils die Bündel 12 aufnehmen, welche eine Mehrzahl elektrischer Kabel 12a und/oder Rohre 12b enthalten. Diese Anordnung ist vorgesehen zur Anwendung auf eine Haltevorrichtung, welche weiter erhöhte Anzahlen elektrischer Kabel und Rohre aufnimmt.
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6 zeigt eine ähnliche Schnittansicht, welche eine weitere Modifikation der in 3 gezeigten Ansicht umfaßt, in der die Außendurchmesser von zwei inneren Reihen von Spiralfederrohren 6', 5' sich von denen der äußeren zwei Reihen von Spiralfederrohren 8, 7 unterscheiden. Diese Anordnung eignet sich zur Anwendung auf eine Haltevorrichtung, welche vorgesehen ist zum Aufnehmen elektrischer Kabel und Rohre in Innenräumen eines Roboterkörpers mit einer Vielfalt von Größen.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 31
- Grundgestell
- 2, 32
- Drehgestell
- 3
- Motor
- 4
- Reduziergetriebe
- 5, 5', 6, 6', 7, 8, 15, 16, 51, 52
- flexibles Installationsrohr/Spiralfederrohr
- 9, 10, 11
- Schelle
- 12, 42
- Bündel
- 12a, 42a
- elektrisches Kabel
- 12b
- Rohr
- 13a, 13b, 17a, 17b
- Trennwand
- 14, 44
- U-förmige Gestalt
- 20, 33
- erster Raum
- 21, 34
- zweiter Raum
- 24
- Antriebswelle
- 25, 40
- Kreuzungslinie
- 26
- äußeres Gehäuse
- 35, 36, 37, 38
- kreisförmiger Raum
- 39
- Abschnitt (der Trennwand)
