本发明专利技术涉及一种具有电缆配线和至少一个半中空关节的工业机器人。半中空关节具有驱动链，所述驱动链具有齿轮箱和另外的操作组件，所述另外的操作组件包括电机。所述电缆配线围绕所述另外的组件外部地延伸并且在所述齿轮箱内部地延伸。根据本发明专利技术，所述机器人具有至少7个DOF并且包括至少两个关节模块(2、3)。每个所述关节模块包括用于各自的轴(A2、A3；A4、A5)的第一半中空关节和第二半中空关节。本发明专利技术还涉及用于该机器人的组件系统。该系统具有关节模块集合。本发明专利技术还涉及用于组装工业机器人的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术在第一方面涉及具有电缆配线和至少一个半中空关节的工业机器人，其中半中空关节具有驱动链，该驱动链具有齿轮箱和另外的操作组件，该另外的操作组件包括电机，从而该电缆配线围绕所述另外的组件外部地延伸并且在该齿轮箱内部地延伸。本专利技术还涉及用于工业机器人的组件系统。在另一方面，本专利技术涉及用于组装具有电缆配线和至少一个半中空关节的工业机器人的方法，其中半中空关节具有驱动链，该驱动链具有齿轮箱和另外的操作组件，该另外的操作组件包括电机，从而该电缆配线围绕所述另外的组件外部地延伸并且在该齿轮箱内部地延伸，该机器人具有至少7个D0F(自由度)。
技术介绍
所讨论的这类型工业机器人具有大量关节以便实现对应数量的移动轴并且其表示机器人的操作的DOF的数量。对于大部分工业机器人，DOF是5或6。但是，今日还制造了具有更高数量的DOF例如7个DOF的机器人。工业机器人的轴通常被标号为轴I、轴2、轴3等等。通常轴I意味着机器人的台架相对于机器人底座的旋转轴，并且最靠近工具的轴是号数最大的轴。将在本申请中应用该术语。每个关节具有用于执行相对于所讨论的关节的必要的运动的组件。这些组件通常包括具有齿轮箱和电机的驱动链。还有必要提供包括电缆线的电缆配线以对每个关节的致动器供电并且处理电缆线以向机器人的工具接口传输加压空气或一些类型的处理流体。电缆配线必须穿过关节以便到达更靠近工作工具的关节。通常，电缆配线要么是外部的即其在该关节的组件的外部延伸要么是内部地经过这些组件的内部。外部电缆配线是简单的选择，但是具有将使得该电缆配线暴露于环境的缺点，这招致损坏电缆配线的风险，并且还可能危及靠近该机器人工作的人员。因此围绕在关节组件外部的电缆配线配置各种类型的保护物是普遍的。内部电缆配线更加复杂并且消除了与外部电缆配线相关的缺点。但是这需要关节的组件被做成中空的以便允许电缆配线延伸经过它们。这增加了这些组件的成本。在EP612591, EP 1930129和US 5155423中披露了该中空轴关节的实例。可以将外部与内部电缆配线之间的混合作为一个考虑的选择，从而电缆配线在关节的驱动链的组件中一个或一些组件的外部延伸并且在那些组件中的其他组件内部延伸。在该技术方案中，电缆配线在驱动链的齿轮箱之中内部地延伸并且围绕电机和该驱动链的其他组件外部地延伸。提供用于内部电缆配线的中空齿轮箱通常不会严重增加成本，而对于中空电机的成本增加却相当高。这是因为中空轴电机的应用区域相当有限，这使得在市场上获得该电机的成本非常高。此外，集成的紧凑型中空轴齿轮箱加电机单元甚至可以在工业中得以应用并且进一步增加获得该集成中空轴动力单元的成本。通过集成意味着将齿轮箱、电机、闸和位置传感器集成在一个单元中。通过混合技术方案，电缆配线将因此是部分地内部的，具有与其相关的优点，但是成本将是合理的，因为该电机不是中空的。从而，实现了功能和成本之间的有利的折中。在US 5606235、US 6250174、US 2006179964、US 2008258402、US 2008264195 和US 2009124446中公开了具有组合的内部和外部电缆配线的该半中空关节的实例。在这些公开的一些公开中，在用于两个连续的轴的关节处应用该半中空关节。组装具有多个DOF的工业机器人是个费时的任务，其需要它的零件精确并且详细的装配。具体而言，这是当关节被做成如上所述允许部分内部电缆配线的情况。这导致机器人的高制造成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决该问题并且获得可以以合理的方式制造并且组装的机器人。 根据本专利技术的第一方面实现该目的，一种最初所指定的类型的工业机器人包括以下具体特征，该机器人具有至少7个DOF并且包括至少两个关节模块，从而每个所述关节模块包括用于各自的旋转轴的第一和第二半中空关节。由于该机器人具有7个D0F，所以其比常规的5或6D0F机器人关于操作范围和操作任务更加灵活。通过形成用于关节的模块，其中每个模块具有两个轴，很大程度上降低了由于DOF的数量增加和半中空关节的使用导致的机器人的组装复杂度的增加。可以非常合理的组装具有两个该双轴模块的机器人并且相邻的轴之间的关系具有高准确度。该模块还降低了装配错误的风险。本专利技术的机器人因此具有高性能质量和部分内部电缆配线的优点而不会严重增加他的制造成本。根据本专利技术的机器人的一个实施方式，该机器人包括三个该模块。这进一步助于机器人应用中的该机器人的合理制造，其中在该机器人应用中轴之间的关系使得可以使用第三个双轴模块并且其他考虑不妨碍这个使用。该三个关节模块可以用于轴2+3、轴4+5和轴6+7。根据另一个实施方式，每个关节模块包括用于封装该外部延伸的电缆配线的保护罩。利用本专利技术的机器人的模块，降低了对于保护电缆配线以免影响环境的需要但是未完全消除。但是，用于半中空关节的保护罩将不如仅具有外部电缆配线的关节复杂，并且并入该保护罩作为该模块的集成部分表示另一个高度合理化的步骤。可以将该保护罩分割成两个或更多个罩单元。根据另一个实施方式，一个关节模块包括轴2和轴3，并且另一个关节模块包括轴4和轴5。这两对轴通常是最适用于根据本专利技术的原理的模块化的轴。当关节模块是两个相邻的模块时，由于当将这些关节彼此相连时的配合，本专利技术的优点将更加突出。根据另一个实施方式，至少两个关节模块具有相同的配置即是相同的或者相对彼此成比例的。从而获得了增加的标准化，这进一步简化了组装以及用于保持该模块的贮藏。根据另一个实施方式，该关节模块是彼此相同的。这是用于简化和合理化的另一个步骤。根据另一个实施方式，该关节模块彼此仅有尺寸不同。该实施方式不如以上刚刚所述实施方式简单，但是其更好地适用于这样一种机器人，其中在该机器人中可以将具有号数更高的轴的关节模块制造得小于具有号数更低的轴的关节模块，这是常见的情况。由于除了尺寸之外该关节模块在全部其他方面都相同，所以将仍然具有标准化的优点。一种用于工业机器人的组件系统也实现本专利技术的目的，该工业机器人的组件系统包括一个关节模块集合，每个模块包括用于各自的旋转轴的第一和第二半中空关节。通过该系统，可以高度合理化机器人的组装。根据本专利技术的系统的一个实施方式，该集合中全部关节模块具有相同的配置。 根据另一个实施方式，该集合包括彼此相同的关节模块并且/或者包括彼此仅仅尺寸不同的关节模块。该系统的这些优选实施方式提供了用于组装机器人的非常合理的方式，因为适当的关节模块将即刻准备被连接到机器人的其他部分。在许多情况中，要制造不同尺寸的机器人，从而该关节模块集合具有特别的优点。例如，具有一个并且相同尺寸的一个关节模块可以用于较小的机器人中的一个关节模块，例如用于轴2和3的关节模块，并且可以用于较大的机器人中的另一个关节模块，例如用于轴4和5的关节模块。根据本专利技术的另一方面，用前文指定的那种类型的方法实现该目的，该方法包括通过提供至少两个关节模块并且通过将关节模块连接到机器人的其他部分来组装机器人的具体措施，每个关节模块包括用于各自的旋转轴的第一和第二半中空关节。根据本专利技术的方法的一个实施方式，提供了一个关节模块集合，并且从该集合中选择至少两个关节。根据另一个实施方式，该集合包括具有相同配置的关节模块。该关节模块可以彼此相同或者可以相对本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：冯小龙，乔纳斯·拉森，简·拉森，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：
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