DE2851958A1

DE2851958A1 - Elektrisch getriebener mechanischer arm eines industrieroboters

Info

Publication number: DE2851958A1
Application number: DE19782851958
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl Ing Skoupy; Zdenko Stanicek
Original assignee: VYZK VYVOJOVY USTAV ELEKTRIC
Current assignee: VYZK VYVOJOVY USTAV ELEKTRIC
Priority date: 1977-12-06
Filing date: 1978-12-01
Publication date: 1979-06-07
Also published as: CS212433B1; SE7812495L

Description

Elektrisch getriebener mechanischer Arm eines Industrie-
roboters Die Erfindung betrifft einen elektrisch getriebenen mechanischen Arm eines Industrieroboters mit einem Tragkörper, welcher im Support verschiebbar und/oder schwenkbar gelagert ist.
Die bestehenden Industrieroboter sind meistens mit einem hydraulisch getriebenen mechanischen Arm mit einem pneumatisch betätigten Erfassungskopf versehen, was erhebliche Ansprüche an den Anschluß und an die Instandhaltung stellt.
In den Fällen, in denen zum Antrieb Elektromotoren benutzt werden, sind diese in zwei Armen oder außerhalb derselben gelagert, was die Gesamtanordnung kompliziert. Die benutzten Elektromotoren sind zumeist Gleichstrommotoren, deren Bedienung und Instandhaltung anspruchsvoller wie die von Wechselstrommotoren ist. Die gegenseitige Beeinflussung zweier Arbeitsbewegungen, die Rotation und das Kippen des Erfassungskopfes wird durch den Einbau eines weiteren mechanischen Getriebes gelöst oder eventuell durch Einführung eines Differenzsignales in einen der Elektromotoren, was kompliziert und störanfällig ist.
Diese Nachteile sind durch die Erfindung beseitigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten, sicher und exakt arbeitenden elektrisch angetriebenen Arm zu schafen, dessen Bestandteile alle in einer Achse liegen.
Die Erfindung besteht darin, daß der Tragkörper mit dem Stator eines ersten Elektromotors fest verbunden ist, dessen Rotor vorteilhafterweise mittels einer ersten Kupplung mit dem Stator eines zweiten Elektromotors verbunden ist, daß der Stator des zweiten Elektromotors mit Vorteil durch eine Hohlwelle mit dem Körper eines Getriebes fest verbunden ist, daß die Welle des zweiten Elektromotors, mit Vorteil mittels einer zweiten Kupplung, mit der Welle des getriebenen Rades des Getriebes verbunden ist, und daß die zur Achse des mechanischen Armes senkrechte Welle des treibenden Rades des Getriebes zum mechanischen Arm senkrechte und einen Erfassungskopf tragende Schwenkarme trägt.
Der erfindungsgemäße mechanische Arm nimmt sehr wenig Platz ein, ermöglicht das Aufreihen der Bestandteile in einer Achse und die Benutzung von Wechselstrommotoren mit minimaler Bedienung und Instandhaltung0 Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles eines elektrisch betriebenen mechanischen Armes für Industrieroboter näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 einen Achsenschnitt des mechanischen Armes, Figur 2 einen Achsenschnitt eines Teiles des mechanischen Armes, welcher die Stromzuführung in den zweiten Elektromotor des mechanischen Armes durch Gleitkontakte darstellt.
Der mechanische Arm besteht ause;inem rohrförmigen Tragkörper 1, in welchem ein erster Elektromotor 2 gelagert ist, dessen Stator mit dem Tragkörper 1 fest verbunden ist. Der Rotor des ersten Elektromotors 2 ist mittels einer ersten Kupplung 3 und eines Rohres 32 mit dem Stator eines zweiten Elektromotors 4 verbunden, welcher mit einer Hohlwelle 5 fest verbunden ist, die wieder am anderen Ende mit dem Körper eines Getriebes 6 fest verbunden ist. Die Rotorwelle des zweiten Elektromotors 4 ist mittels einer zweiten Kupplung 18 mit der Welle 7 des getriebenen Rades 8 des Getriebes 6 verbunden und die Welle 25 des treibenden Rades 9 des Getriebes 6, welche zur Achse 28 des Tragkörpers 1 senkrecht ist, trägt Schwenkarme lo, die zu demselben senkrecht sind und einen Erfassungskopf 11 tragens Der erste Elektromotor 2 und der zweite Elektromotor 4 sind Wechselstrommotoren mit einer Drehzahlreduktion 12 ins Langsame, welche mit Vorteil wie eine Wellenübersetzung ausgebildet ist. Sie sind weiter mit einer Bremse 1.3 versehen, anstatt der auch eine Ausschaltkupplung benutzt werden kann, welche den Rotor des ersten Elektromotors 2 und des zweiten Elektromotors 4 von der Belastung bei der Abschaltung des Stromes abtrennt. Der erste Elektromotor 2 und der zweite Elektromotor 4 samt der Hohlwelle 5, der Welle 7 des getriebenen Rades 8 des Getriebes 6 und der ersten Kupplung 3 und auch der zweiten Kupplung 18 sind im Tragkörper 1 hintereinander in der Achse 28 des Xragkörpers 1 eingelagert. Zur Zentrierung und Einlagerung der Bestandteile dienen Stütz- und Frungslager 17.
Der Tragkörper 1 ist wie ein Rohr ausgebildet und ist an dem Ende, das dem Ende mit dem Erfassungkopf 11 gegenüberliegt, mit einem Ventilator 14 versehen, welcher durch einen Ventilator-Elektromotor 15 getrieben ist, welcher mit einem Filter 16 auf der Langseite des Ventilators 14 versehen ist. Der Austritt des Ventilators 14 ist in den Tragkörper 1 geöffnet. Zwischen der Oberfläche des ersten Elektromotors 2 und des zweiten Elektromotors 4 und der inneren Oberfläche des Tragkörpers 1 sind Kühlkanäle 29 ausgebildet, an deren Ende im Tragkörper 1 Kühlluft-Austflttsöffnungen 23 angeordnet sind.
Die Zufuhrung des elektrischen Stromes in den zweiten Elektromotor 4 kann gemäß Fig. 1 durch eine zweite Ausfrung 19, welche auf das Rohr 32 aufgewickelt wird, oder nach Sig. 2 durch Gleitkontajcte 20 ausgeführt werden. Die Zuführung des elektrischen Stromes in den ersten Elektromotor 2 wird durch die erste Ausführung 26, in den Elektromotor 15 des Ventilators durch die dritte Ausführung 27 durchgeführt.
Die einzelnen Bestandteile sind im Tragkörper 1 so angenrdnet, daß der Schwerpunkt des mechanischen Armes in der Mitte seiner Arbeitslänge ist, was betrieblich sehr vorteilhaft ist. Mechanisch ist es aber vorteilhafter, wenn der Motor 4 auf der Seite des Getriebes 6 liegt.
Der mechanische Arm wird aus dem Support durch ein Getriebe herausgeschoben und in denselben eingeschoben, welches mit der Zahnstange 24 am Tragkörper 1 in Eingriff steht.
Der mechanische Arm arbeitet gemäß der Erfindung folgendermassen: Der erste Elektromotor 2 dreht mittels der ersten Kupplung 3 den zweiten Elektromotor 4 und mittels der Hohlwelle 5 das Getriebe 6 und dadurch auch den Erfassungskopf 11. Der zweite Elektromotor 4 treibt, unabhtegig von seiner Verdrehung, vermittels der zweiten Kupplung 18 die Welle 7 des getriebenen Rades 8 des Getriebes 6. Infolge dessen dreht sich das reibrad 9 des Getriebes 6 mit der Welle 25 des Treibrades 9, wodurch ein Kippen des Armes lo und dadurch des Erfassungskopfes 11 entsteht. Der erste Elektromotor 2 und der zweite Slektromotor 4 haben reduzierte Drehzahlen, was mit Reduktionen 12 ins Langsame erzielt wird. Auf der Seite der primären Drehzahlen werden der erste Elektromotor 2 und der zweite Elektromotor 4 mit Bremsen 13 gebremst. Der mechanische Arm hat so im ganzen Tier Freiheiten: das Schwenken des Kopfes, das Kippen des Kopfes, die Backenklemmung, den Armvorschub.

Claims

atentansprüche: 1. Elektrisch getriebener mechanischer Arm eines Industrieroboters mit im Support verschiebbar und/oder schwenkbar gelagertem Tragkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (1) mit dem Stator eines ersten Elektromotors (2) fest verbunden ist, dessen Rotor, mit Vorteil mittels einer ersten Kupplung (3), mit dem Stator eines zweiten Elektromotors (4) verbunden ist, daß der Stator des zweiten Elektromotors (4), mit Vorteil durch eine Hohlwelle (5), mit dem Körper eines Getriebes (6) fest verbunden ist, daß die Welle des zweiten Elektromotors (4), mit Vorteil vermittels einer zweiten Kupplung (18), mit der Welle (7) des getriebenen Rades (8) des Getriebes (6) verbunden ist, und iß die zur Achse (28) des mechanischen Armes senkrechte Welle (25) des treibenden Rades (9) des Getriebes (6) zum mechanischen Arm senkrechte und einen Erfassungskopf (11) tragende Schwenkarme (lo) trägt.
2. Elektrisch getriebener mechanischer Arm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Elektromotor (2) und der zweite Elektromotor (4) Wechselstrommotoren sind, welche mit einer Drehzahlreduktion (12) ins Langsame und einer Ausschaltkupplung und/oder Bremse (13) versehen sind.
3. Elektrisch getriebener mechanischer Arm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der-erste Elektromotor (2) und der zweite Elektromotor (4) hintereinander in der Achse (28) des Tragkörpers (1), einschließlich der Hohlwelle (5) und der Welle (7) des getriebenen Rades (8) des Getriebes (6), weiterhin der ersten Kupplung (3) und der zweiten Kupplung (18) gelagert sind.
4. Elektrisch getriebener mechanischer Arm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (1) wie ein Rohr ausgebildet ist und an dem Ende mit dem dem Erfassungskopf (11) gegenüberliegenden Ende mit einem Ventilator (14), mit einem Ventilatorelektromotor (14) angebrachten Filter (16) versehen ist, daß der Austritt des Ventilators (14) in den Tragkörper (1) geöffnet ist, und daß zwischen der Oberfläche des ersten Elektromotors (2) und des zweiten Elektromotors (4) und der inneren Oberfläche des Tragkörpers (1) Euhlkanäle (29) ausgebildet sind, an deren Ende im Tragkörper (1) Kühlluft-Austrittsöffnungen (23) angeordnet sind.
5. Elektrisch getriebener mechanischer Arm nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ZuUiirung des elektrischen Stromes in den zweiten Elektromotor (4) durch Gleitkontakte (20) ausgeführt ist.
6. Elektrisch getriebener mechanischer Arm nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Elektromotor (4) unmittelbar mit dem Getriebe (6) verbunden ist und die Verbindung zwischen dem Rotor des ersten Elektromotors (2) und dem Stator des zweiten Elektromotors (4) durch ein Rohr ausgeführt ist.