DE2851958A1

DE2851958A1 - Electrically driven industrial robot arm - has supporting body fixed to stator of first motor driving second stator

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: SE7812495L; CS212433B1

Abstract

The electrically-driven mechanical arm for an industrial robot has a supporting body sliding and/or pivoting in a mounting. The body (1) is fixed to the stator of a first electric motor (2), whose rotor is coupled to the stator of a second motor (4), preferably via a first coupling (3). The stator of the second motor is fixed, pref. by a hollow shaft (5) to the housing of a gearbox (6). The second motor shaft is coupled, pref. via a second coupling (18), to the shaft (7) of the driven gear (8) in the gearbox. The shaft of the driving gear (9), at right angles to the arm accommodates swing arms (10) at right angles to the arm and supporting a grab head (11).

Description

Elektrisch getriebener mechanischer Arm eines Industrie-Electrically driven mechanical arm of an industrial

roboters Die Erfindung betrifft einen elektrisch getriebenen mechanischen Arm eines Industrieroboters mit einem Tragkörper, welcher im Support verschiebbar und/oder schwenkbar gelagert ist. robot The invention relates to an electrically driven mechanical Arm of an industrial robot with a support body which can be moved in the support and / or is pivotably mounted.

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.The existing industrial robots are mostly hydraulic equipped with a driven mechanical arm with a pneumatically operated detection head, which places considerable demands on the connection and maintenance.

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.In cases where electric motors are used for propulsion, are these stored in two arms or outside the same, what the overall arrangement complicated. The electric motors used are mostly DC motors, their service and maintenance more demanding than that of AC motors is. The mutual influence of two work movements, the rotation and that The detection head is tilted by installing an additional mechanical gear solved or possibly by introducing a differential signal into one of the electric motors, what is complicated and prone to failure.

Diese Nachteile sind durch die Erfindung beseitigt.These disadvantages are eliminated by the invention.

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.The invention is based on the object of providing a simply constructed, safe and precise working electrically powered arm to sheep, its components all lie in one axis.

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.The invention consists in that the support body with the stator one first electric motor is firmly connected, the rotor advantageously by means of a first clutch is connected to the stator of a second electric motor, that the stator of the second electric motor with advantage by a hollow shaft with the Body of a gear is firmly connected that the shaft of the second electric motor, advantageously by means of a second coupling with the shaft of the driven wheel of the gearbox is connected, and that the axis perpendicular to the mechanical arm The shaft of the driving wheel of the transmission is perpendicular to the mechanical arm and one Detection head carrying swivel arms carries.

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.The mechanical arm according to the invention takes up very little space, allows the lining up of the components in an axis and the use of AC motors with minimal operation and maintenance0 The essence of the invention is below with reference to an embodiment shown schematically in the drawing an electrically operated mechanical arm for industrial robots explained in more detail. They show: FIG. 1 an axial section of the mechanical arm, FIG. 2 an axial section part of the mechanical arm, which supplies power to the second electric motor of the mechanical arm by sliding contacts.

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.The mechanical arm consists of a tubular support body 1, in which a first electric motor 2 is mounted, its stator with the support body 1 is firmly connected. The rotor of the first electric motor 2 is by means of a first Coupling 3 and a pipe 32 connected to the stator of a second electric motor 4, which is firmly connected to a hollow shaft 5, which again at the other end with the body of a gear 6 is firmly connected. The rotor shaft of the second electric motor 4 is connected to the shaft 7 of the driven wheel 8 by means of a second coupling 18 of the transmission 6 and the shaft 25 of the driving wheel 9 of the transmission 6, which is perpendicular to the axis 28 of the support body 1, carries pivot arms lo, the perpendicular to the same and carrying a detection head 11 The first electric motor 2 and the second electric motor 4 are AC motors with a speed reduction 12 into slow speed, which is advantageously designed as a shaft transmission. They are also provided with a brake 1.3 instead of a disengaging clutch can be used, which the rotor of the first electric motor 2 and the second Electric motor 4 the load when the power is switched off separates. The first electric motor 2 and the second electric motor 4 together with the hollow shaft 5, the shaft 7 of the driven wheel 8 of the transmission 6 and the first clutch 3 and also the second coupling 18 are in the support body 1 one behind the other in the axis 28 of the Xragkörpers 1 stored. For centering and storing the components are used for support and freezing camps 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.The support body 1 is designed like a tube and is at the end which is opposite the end with the detection head 11, provided with a fan 14, which is driven by a fan electric motor 15, which with a Filter 16 is provided on the long side of the fan 14. The outlet of the fan 14 is open in the support body 1. Between the surface of the first electric motor 2 and the second electric motor 4 and the inner surface of the support body 1 are Cooling channels 29 formed, at the end of which in the support body 1 cooling air discharge openings 23 are arranged.

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.The supply of the electric current to the second electric motor 4 can according to FIG. 1 by a second recess 19 which is wound onto the tube 32 will, or be carried out according to Sig. 2 by Gleitkontajcte 20. The feed of the electric current in the first electric motor 2 is made by the first embodiment 26, carried out in the electric motor 15 of the fan by the third embodiment 27.

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.The individual components are attached in the support body 1 so that the center of gravity of the mechanical arm in the middle of its working length is what is operationally very advantageous. Mechanically, however, it is more advantageous if the Motor 4 is on the side of the gearbox 6.

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.The mechanical arm is pushed out of the support by a gear and inserted into the same, which is connected to the rack 24 on the support body 1 in Engagement is.

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.The mechanical arm works according to the invention as follows: The first electric motor 2 rotates the second electric motor by means of the first clutch 3 4 and by means of the hollow shaft 5 the gear 6 and thereby also the detection head 11. The second electric motor 4 drives, regardless of its rotation, by means of of the second clutch 18, the shaft 7 of the driven wheel 8 of the transmission 6. As a result the friction wheel 9 of the gear 6 rotates with the shaft 25 of the drive wheel 9, whereby a tilting of the arm lo and thereby the detection head 11 occurs. The first electric motor 2 and the second slectromotor 4 have reduced speeds, what is achieved with reductions 12 in the slow. On the primary speed side the first electric motor 2 and the second electric motor 4 are braked with brakes 13. The mechanical arm thus has freedom in the whole animal: the swiveling of the head, the tilting of the head, the jaw clamping, the arm feed.

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. patent claims: 1. Electrically driven mechanical arm of a Industrial robot with a supporting body that is slidable and / or pivotable in the support, characterized in that the support body (1) with the stator of a first electric motor (2) is firmly connected, the rotor of which, advantageously by means of a first coupling (3) is connected to the stator of a second electric motor (4) that the stator of the second electric motor (4), advantageously through a hollow shaft (5), with the body a gear (6) is firmly connected that the shaft of the second electric motor (4), advantageously by means of a second clutch (18), with the shaft (7) of the driven one Wheel (8) of the transmission (6) is connected, and iß to the axis (28) of the mechanical Arm vertical shaft (25) of the driving wheel (9) of the gear (6) to the mechanical Arm vertical and a detection head (11) carrying pivot arms (lo).

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.2. Electrically driven mechanical arm according to claim 1, characterized characterized in that the first electric motor (2) and the second electric motor (4) are AC motors are, which with a speed reduction (12) in the slow and a disengaging clutch and / or brake (13) are provided.

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.3. Electrically driven mechanical arm according to claim 1 or 2, characterized in that the first electric motor (2) and the second electric motor (4) one behind the other in the axis (28) of the support body (1), including the hollow shaft (5) and the shaft (7) of the driven wheel (8) of the gearbox (6), still the first clutch (3) and the second clutch (18) are mounted.

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.4. Electrically driven mechanical arm according to claim 3, characterized characterized in that the support body (1) is designed like a tube and at the end with the end opposite the detection head (11) with a fan (14), with a fan electric motor (14) attached filter (16) is provided that the outlet of the fan (14) in the support body (1) is open, and that between the surface of the first electric motor (2) and the second electric motor (4) and the inner surface of the support body (1) Euhlkanäle (29) are formed on the ends of which are arranged in the support body (1) cooling air outlet openings (23).

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.5. Electrically driven mechanical arm according to claim 1 to 4, characterized in that the supply of the electric current in the second Electric motor (4) is carried out by sliding contacts (20).

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.6. Electrically driven mechanical arm according to claim 1 to 5, characterized in that the second electric motor (4) is connected directly to the transmission (6) is connected and the connection between the rotor of the first electric motor (2) and the stator of the second electric motor (4) is carried out by a tube.