工业机器人制造技术

一种具有模块化机器人手臂的工业机器人，该机器人手臂具有多个手臂模块，其中在手臂模块中或者在第一与第二手臂模块之间设置用于光学信号传输的旋转传输装置，该旋转传输装置具有带第一接口侧(56)和第二接口侧(57)的光机旋转接口，该第一接口侧和该第二接口侧被设计成朝向彼此并且分别基本上旋转对称并且彼此互补。第一接口侧(56)和第二接口侧(57)被设立为相对于彼此可旋转。第一接口侧(56)和第二接口侧(57)借助于在其中一个接口侧上的径向滑动轴承和在另一个接口侧上的互补的滑动轴承瓦来彼此间机械地径向滑动地被支承。在第一接口侧与第二接口侧之间，沿旋转传输装置的轴向方向形成空隙(312)，跨越该空隙进行光学信号传输。号传输。号传输。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】工业机器人


[0001]本专利技术涉及一种工业机器人。

技术介绍

[0002]本专利申请要求德国专利申请DE 10 2019 120 131.4的优先权，该德国专利申请于2019年7月25日提交，名称为“用于自动化系统的光学旋转传输装置、用于模块化的机器人手臂的手臂模块以及工业机器人”，其公开内容通过回引而并入本文。
[0003]自动化技术(实施、测量、控制/调节、通信、人/机接口、安全性等等)的技术学科的任务在于：使包括工业机器人和/或设施在内的机器自动化，也就是说从自身出发能够独立且无需人类协助地运行。在设施中的相应的机器和/或相关的设施越不受人类干预，自动化系统中的自动化程度(自动化的生产步骤与所有生产步骤的比例)就越高。
[0004]自动化技术的目标在于：使人类摆脱危险的、繁重的和/或单调的活动；通过技术设施来改善质量；设施的工作能力更高；以及通过设施来降低成本。随着在机器、信号采集、信号处理和/或自动化系统内的组件的通信(联网)方面的进步，现有的设施或者新设施的自动化程度与现有技术相比可以显著提高。
[0005]对于通信来说，自动化系统具有相对应的组件，这些组件大多在所谓的局域网(LAN)中彼此进行通信，该局域网是空间上受限的网络，在该网络中，各种网络组件无线地、光学地、电地和/或光电地彼此耦合。网络组件可以是一个或多个服务器和一个或多个工作站(机器)，即所谓的网络元素或在拓扑上的网络节点，这些网络元素或网络节点例如经由无线电链路、光波导、同轴电缆和/或双绞线电缆(网络边缘)来彼此连接并且可以经由这些无线电链路、光波导、同轴电缆和/或双绞线电缆(网络边缘)来进行通信。
[0006]自动化技术中使用的自动化通信网络通常对应于所谓的现场总线系统。现场总线系统是一种总线系统，其中机器外围设备的分散布置的组件、例如输入模块、输出模块、驱动器、操作终端等等经由该现场总线系统来与控制单元连接。共同的传输信道例如以现场总线的形式或者作为无线电链路供支配，用于数据传输。在LAN之内的网络组件之间的通信基于网络协议来进行。
[0007]特定于应用的工业机器人(机械手)是自动化设施的固定组成部分。工业机器人是用于对工件进行操纵、安装和/或加工的可编程机器。工业机器人通常包括：机器人底座；机器人手臂(机械手)，该机器人手臂具有多个相对于彼此可枢转和/或可旋转(旋转角度受限，必要时略大于约360
°
)的近端(朝向机器人底座)手臂链节和远端(远离机器人底座)手臂链节；(末端)执行器(机器人手、工具、抓具等等)；本地控制器/调节器；以及必要时全局控制器/调节器。工业机器人通常装备有不同的传感器。在编程后，工业机器人能够自主执行工作流程或者根据传感器的信息来改变任务的执行。
[0008]彼此相关的、相对于彼此可枢转或可旋转的手臂链节具有共同的机械接口，其中除了该机械接口之外，必须递送光学和/或电控制信息以及传送电能并且必要时引导流体(一种或多种气体和/或一种或多种液体)离开。在此，主要成问题的是：可以如何借助于光
波导经由两个相对于彼此可旋转的手臂链节来实现高速数据传输。也就是说，应该借助于光波导经由旋转接口来实现高速数据传输，该旋转接口的背离/朝向工业机器人的一侧可以相对于朝向/背离工业机器人的另一侧优选地任意频繁地转圈、也就是说旋转，即，可以实现明显大于(转角)360
°
至720
°
的旋转角度。为此，需要光学旋转传输器。
[0009]从WO 2012/136645 A1公知一种轴向光学单通道旋转传输器，其中具有光波导的第一部分静态地并且第二部分相对于第一部分而言可旋转地经由两个径向球轴承来被支承。为了确保用于光路的两个光波导之间的良好的光学耦合，需要这些光波导的两个端部部分相对于彼此的精确对准。在此，这些光波导的纵向端之间的距离应该小，其中这些光波导的纵向端不允许接触，以便避免机械磨损。然而，旋转传输器的结构复杂且昂贵，而且由于径向球轴承而还需要很多空间。
[0010]DE 20 2016 104 373 U1公开了一种轴向旋转传输器，用于在定子与转子之间的光学信号传输。旋转传输器包括第一外壳和第二外壳，该第一外壳和该第二外壳可相对于彼此绕着共同的旋转轴线旋转，其中第一外壳和第二外壳分别具有沿着旋转轴线的开口。在这些外壳中的每个外壳中都设置用于套管和所属的光波导的连接区域。这些外壳还分别具有布置在该共同的旋转轴线上的球面透镜，球面透镜朝向彼此地通过空气隙间隔开地布置在相应的开口处。在这种情况下，第一外壳和第二外壳借助于两个滚动轴承来彼此以可旋转的方式耦合，其中第一外壳包围第二外壳和这两个滚动轴承，而且第二外壳容纳在两个滚动轴承中。这里，这两个滚动轴承在旋转传输器中也需要很多空间并且妨碍了成本低廉的结构。

技术实现思路

[0011]由于工业机器人的手臂链节只具有微小的结构空间，所以本专利技术的任务在于：说明一种与现有技术相比比较小的成本低廉的光学旋转传输器。本专利技术的任务还在于：说明一种用于工业机器人的手臂链节，借助于该手臂链节能够在工业机器人的机器人手臂之内实现光学信号传输。本专利技术的任务还在于：说明这种机器人手臂以及这种工业机器人。
[0012]利用根据独立权利要求所述的工业机器人来解决本专利技术的任务。有利的扩展方案在从属权利要求中说明。
[0013]用于光学信号传输的旋转传输装置具有光机旋转接口，该光机旋转接口具有第一接口侧和第二接口侧，该第一接口侧和该第二接口侧被设计成朝向彼此并且分别基本上旋转对称并且彼此互补。第一接口侧和第二接口侧被设立为相对于彼此可旋转。第一接口侧和第二接口侧借助于在其中一个接口侧上的径向滑动轴承和在另一个接口侧上的互补的滑动轴承瓦来彼此间机械地径向滑动地被支承。在第一接口侧与第二接口侧之间，沿旋转传输装置的轴向方向形成空隙，跨越该空隙进行光学信号传输。
[0014]径向滑动轴承阻止三个平移自由度(相对于旋转轴线在高度上以及横向的轴线，即全部径向方向)中的两个平移自由度，以及由于该径向滑动轴承的尤其是明显的轴向延伸而阻止三个旋转自由度(相对于旋转接口的旋转轴线在高度上以及横向的旋转轴线)中的两个旋转自由度。径向滑动轴承也可称为旋转滑动轴承。
[0015]旋转被理解成转动，借助于这些转动，能够绕着旋转轴线进行任意数目的整圈旋转(360
°
)，优选地分别沿两个周向方向。旋转同时也被理解成绕着旋转轴线旋转略小于或
者略大于大约360
°
。
[0016]旋转传输装置被设计成轴向(同轴(on
‑
axis))光学单通道旋转传输装置。这些接口侧中的至少一个接口侧被设计成可旋转的接口侧。在这种情况下，两个接口侧也可以分别被设计成可旋转的接口侧。
[0017]跨越相对于彼此可旋转的接口侧的信号传输或者在由在其中一个接口侧上的径向滑动轴承与另一个接口侧的与此互补的滑动轴承瓦组成的径向轴承内优选地在中央的信号传输穿过沿旋转传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种工业机器人(1)，所述工业机器人具有模块化的机器人手臂(2)，所述机器人手臂具有多个手臂模块，其中至少一个手臂模块(5)具有外壳(10)，所述外壳具有第一连接侧(11)和第二连接侧(12)，其中所述第一连接侧(11)被设计成能相对于所述第二连接侧(12)绕着旋转轴线可控地旋转，而且其中在所述第一连接侧(11)与所述第二连接侧(12)之间布置有光学旋转传输装置(501；502)，所述光学旋转传输装置具有光机旋转接口(55)，所述光机旋转接口具有第一接口侧(56)和第二接口侧(57)，所述第一接口侧和所述第二接口侧被设计成朝向彼此并且分别基本上旋转对称并且彼此互补，其中所述第一接口侧(56)具有带第一光学装置的光机旋转插接装置(100)并且所述第二接口侧(57)具有带第二光学装置的光机旋转配合插接装置(200)，所述第一光学装置和所述第二光学装置以相对于彼此可旋转的方式来设立并且借助于径向滑动轴承和与之互补的滑动轴承瓦来彼此间机械地径向滑动地被支承，其中所述光机旋转插接装置(100)和所述光机旋转配合插接装置(200)被设计成圆柱形空腔系统，其中沿所述旋转传输装置的轴向方向在所述第一光学装置与所述第二光学装置之间形成空隙(312)，跨越所述空隙进行光学信号传输。2.一种工业机器人(1)，所述工业机器人具有模块化的机器人手臂(2)，所述机器人手臂具有多个手臂模块，其中第一和第二手臂模块(5)分别具有外壳(10)，所述外壳具有第一连接侧(11)和第二连接侧(12)，其中所述第一连接侧(11)被设计成能相对于所述第二连接侧(12)绕着旋转轴线可控地旋转，其中在第一手臂模块的第一连接侧(11)布置有光学旋转传输装置的第一接口侧(56)，在第二手臂模块的第二连接侧(12)布置有所述光学旋转传输装置的第二接口侧(57)，其中所述第一接口侧(56)和所述第二接口侧(57)被设计成朝向彼此并且分别基本上旋转对称并且彼此互补，其中所述第一接口侧(56)具有带第一光学装置的光机旋转插接装置(100)并且所述第二接口侧(57)具有带第二光学装置的光机旋转配合插接装置(200)，所述第一光学装置和所述第二光学装置以相对于彼此可旋转的方式来设立并且借助于径向滑动轴承和与之互补的滑动轴承瓦来彼此间机械地径向滑动地被支承，其中所述光机旋转插接装置(100)和所述光机旋转配合插接装置(200)被设计成圆柱形空腔系统，其中沿所述旋转传输装置的轴向方向在所述第一光学装置与所述第二光学装置之间形成空隙(312)，跨越所述空隙进行光学信号传输。3.根据权利要求1或2所述的工业机器人(1)，其中所述光学旋转传输装置的相对于彼此可旋转的第一和第二接口侧(56、57)在轴向方向上具有基本上确定的位置，其中所述第一接口侧(56)和所述第二接口侧(57)在轴向方向Ar上相对于彼此被机械预紧。4.根据权利要求1至3中任一项所述的工业机器人(1)，其中所述旋转插接装...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得，
申请(专利权)人：贝克霍夫自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：