專利名稱：具有一個通過保持裝置而可動地安裝的腕部架的機械臂的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工業(yè)機器人。
背景技術：
傳統(tǒng)的工業(yè)機器人包括至少一個機械臂，所述的機械臂在其末端具有一個腕部。所述腕部包括一個具有保持裝置的腕部架，例如一個叉形延伸件，其中支撐有一個傾斜組件。所述腕部繞第一軸線旋轉，所述第一軸線與機械臂的縱向中心線平行。所述腕部還包括一個旋轉盤，機器人工具或其他需要的配件安裝在該旋轉盤上。旋轉盤設置成繞一個第二軸線旋轉以定位機器人工具，所述第二軸線與旋轉盤上的第一軸線成一角度。這種工業(yè)機器人例如公開在美國專利6125715中。這種工業(yè)機器人的一個缺點在于旋轉盤的旋轉中心和機器人工具之間存在有一偏移量，這使得機器人具有不利的撓性，對其性能造成不利影響。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種工業(yè)機器人，其具有一個改進的工具支撐組件。
本發(fā)明的這個以及其它目的通過包括有在權利要求1中所描述的特征的一個工業(yè)機器人實現，即，一個工業(yè)機器人，其包括一個具有一個腕部的機械臂，所述腕部包括一個可動地安裝在機械臂上的腕部架，并包括有保持裝置，用于將一個旋轉機器人工具以一個自由度可樞轉地連接在其上。
從而，旋轉機器人工具與機器人的腕部集成為一體，從而極大地提高了工具支撐機械臂的剛度，從而極大地提高了機器人的剛度及穩(wěn)定性，從而改善了本發(fā)明機器人的性能。通過省略了旋轉盤以及把旋轉機器人工具直接地安裝在腕部上而消除了旋轉盤和旋轉機器人工具之間的間隙以及旋轉盤中心與旋轉機器人工具中心之間的偏差。此外，與傳統(tǒng)機器人相比，本發(fā)明的機器人較為便宜且易于制造。
本發(fā)明適用于任何類型的包括有至少一個可移動或固定機械臂的工業(yè)機器人，所機械臂具有一個可動地安裝在機械臂上的腕部。如果依據本發(fā)明而修改一個已有的六軸工業(yè)機器人，則發(fā)明的工業(yè)機器人將僅僅具有五個軸線，原因是因為通過用旋轉機器人工具來替代旋轉盤而消除了第六軸線。當例如用于研磨和攪拌摩擦焊時——其中由機器人保持的旋轉工具配件是對稱的——第六軸線不起作用。因此，使用五個軸線已經是足夠的了，同時還具有相同的作用范圍(performance of reach)。
依據本發(fā)明的一個實施方式，旋轉機器人工具包括有一個例如馬達和/或齒輪組件——例如錐齒輪——的驅動裝置。
依據本發(fā)明的另一個實施方式，保持裝置提供了一個與旋轉機器人工具轉動軸線相垂直的轉動軸線，從而使得旋轉機器人工具可以繞著由保持裝置所提供的轉動軸線轉動至少180°。依據本發(fā)明的一個可選實施方式，旋轉機器人工具的轉動軸線與由保持裝置所提供的轉動軸線相交，其交角并不成90°。
依據本發(fā)明的另一個實施方式，腕部安裝在一個上機械臂上。
依據本發(fā)明的一個實施方式，驅動裝置液壓地驅動，以具有盡可能多的動力。依據本發(fā)明的另一個實施方式，驅動裝置是電力驅動的，其或者通過工業(yè)機器人的電源供電，或者通過一個獨立的電源供電。電源容置于旋轉機器人工具的殼體內，或者可選地，電力通過電纜而從機器人的電源供應至旋轉機器人工具的驅動裝置，所述電纜沿腕部布設并穿過保持裝置。
依據本發(fā)明的再一個實施方式，驅動裝置設置成以恒定轉速驅動旋轉機器人工具?？蛇x地，驅動裝置包括改變其轉速的裝置。
依據本發(fā)明的一個實施方式，旋轉機器人工具是一個對稱的旋轉機器人工具，例如一個研磨工具或一個攪拌摩擦焊接工具。依據本發(fā)明的工業(yè)機器人特別地、但并不僅僅適合于執(zhí)行例如這樣的一個任務研磨、或攪拌摩擦焊接、或任意其它類型的工作，例如切削、磨削、拋光或裝配工作。


通過參照附圖而對本發(fā)明的實施方式加以詳細的描述，其中圖1示出了一個依據本發(fā)明第一實施方式的工業(yè)機器人；圖2示出了一個工業(yè)機器人的腕部，其直接地保持住一個馬達，所述馬達驅動一個工具配件；圖3示出了圖2所示的具有一體馬達的腕部的側視圖；圖4示出了一個依據本發(fā)明一個實施方式的工具支撐組件；圖5a和5b示出了依據本發(fā)明其它實施方式的工具支撐組件；以及圖6示出了一個依據現有技術的工業(yè)機器人。
應當注意到，附圖并不是按比例繪制的，為了清晰起見，某些零件的尺寸被放大了。
具體實施例方式
圖1示出了一個工業(yè)機器人1，其包括一個操縱控制器2及其控制單元3。機器人1具有一個可旋轉地安裝在一個機器人底座5上的支架4，從而使得其可以繞一個豎直軸線A轉動。機器人1具有一個由下臂6a和上臂6b組成的機械臂6。下機械臂6a繞軸線B可樞轉地安裝，并對上機械臂6b進行支撐。下臂和上臂繞軸線C樞轉。上臂6b可繞軸線D樞轉，該軸線D與上臂6b的縱向軸線相重合。
一個腕部7安裝在上臂6b的末端。該腕部7包括保持裝置9，用于以一個自由度樞轉連接一個旋轉機器人工具，所述旋轉機器人工具包括一個主軸馬達8，設置該主軸馬達以驅動一個旋轉工具配件。主軸馬達8具有一個適配器10，旋轉工具配件可以安裝在這個適配器上。例如，旋轉機器人工具是個鉆孔器，而旋轉工具配件是一個鉆頭。在鉆孔器的外殼內設置有一個鉆孔器電源。當通電時，主軸馬達8的輸出軸桿使得旋轉機器人工具繞軸線11高速地轉動。主軸馬達的轉動軸桿11與保持裝置9所提供的轉動軸線(E)成90°角。
圖2示出了一個腕部7，其包括形式為一個叉形延伸件12的支撐裝置。支撐裝置12保持住包括有一個主軸馬達8的旋轉機器人工具。主軸馬達8通過保持裝置9而可樞轉地安裝在腕部支撐裝置12上。主軸馬達8具有一個適配器10，旋轉工具配件可以安裝在這個適配器上。
圖3示出了圖2所示的具有一體馬達8的腕部7的側視圖。
圖4示出了一個工具支撐組件，其中在安裝于支撐裝置12上的馬達8和適配器10之間設置有一個錐齒輪13。
圖5a示出了一個工具支撐組件，其中一個馬達8通過單個保持裝置9而安裝在支撐裝置12上。馬達8容置于機器人工具的外殼內。圖5b示出了一個工具支撐組件，其中錐齒輪13設置在安裝于支撐裝置12上的馬達8和適配器10之間。馬達8位于機器人工具外殼之外。
圖6示出了一個依據現有技術的傳統(tǒng)六軸(A、B、C、D、E及F)工業(yè)機器人。附圖標號1至7所指代的零件與圖1中相同。傳統(tǒng)機器人的腕部7包括一個旋轉盤14。旋轉機器人工具安裝在旋轉盤14上。旋轉盤繞軸線F轉動，以對旋轉機器人工具進行定位。旋轉盤14的旋轉中心與旋轉機器人工具的旋轉中心是不重疊的。比較圖1和6，可以發(fā)現本發(fā)明的機器人(圖1)僅具有五個軸線(A、B、C、D和E)，第六軸線(F)由旋轉機器人工具的旋轉軸線11所替代。
本發(fā)明并不限于上述的描述，對于本領域內的普通技術人員而言，可以進行多種修改而不會偏離由所附權利要求所定義的本發(fā)明的基本原理。
權利要求
1.一種工業(yè)機器人(1)，包括一個具有一個腕部(7)的機械臂，所述腕部包括一個可動地安裝在機械臂(6)上的腕部架，其特征在于所述腕部架包括有保持裝置(9)，用于將一個旋轉機器人工具以一個自由度可樞轉地連接到其上。
2.如權利要求1所述的工業(yè)機器人，其特征在于旋轉機器人工具包括有例如一個馬達(8)的驅動裝置。
3.如權利要求1或2所述的工業(yè)機器人，其特征在于所述保持裝置(9)提供了一個與旋轉機器人工具轉動軸線(11)相垂直的轉動軸線(E)。
4.如權利要求1或2所述的工業(yè)機器人，其特征在于旋轉機器人工具的轉動軸線(11)與由保持裝置(9)所提供的轉動軸線(E)相交，其交角并不成90°。
5.如上述權利要求中任一項所述的工業(yè)機器人，其特征在于所述的腕部(7)可轉動地安裝在所述機械臂上。
6.如上述權利要求中任一項所述的工業(yè)機器人，其特征在于所述的腕部(7)安裝在一個上機械臂(6b)上。
7.如上述權利要求中任一項所述的工業(yè)機器人，其特征在于所述的驅動裝置(8)是液壓驅動的。
8.如權利要求1-6中任一項所述的工業(yè)機器人，其特征在于所述的驅動裝置(8)是電力驅動的。
9.如權利要求8所述的工業(yè)機器人，其特征在于所述的驅動裝置(8)由所述工業(yè)機器人的電源供電。
10.如權利要求8所述的工業(yè)機器人，其特征在于所述的驅動裝置(8)由一個獨立的電源供電。
11.如上述權利要求中任一項所述的工業(yè)機器人，其特征在于所述的驅動裝置(8)設置成以恒定的轉速驅動所述旋轉機器人工具。
12.如權利要求1-10中任一項所述的工業(yè)機器人，其特征在于所述的驅動裝置(8)包括有改變其轉速的裝置。
13.如前述權利要求中任一項所述的工業(yè)機器人，其特征在于所述的旋轉機器人工具是對稱的旋轉機器人工具。
14.如前述權利要求中任一項所述的工業(yè)機器人，其特征在于所述的旋轉機器人工具是一個研磨工具。
15.如權利要求1-13中任一項所述的工業(yè)機器人，其特征在于所述的旋轉機器人工具是一個攪拌摩擦焊工具。
全文摘要
一種工業(yè)機器人(1)，其包括一個具有一個腕部(7)的機械臂，所述腕部包括一個可動地安裝在機械臂(6)上的腕部架，其中所述腕部架包括有保持裝置(9)，用于將一個旋轉機器人工具以一個自由度可樞轉地連接到其上。
文檔編號B25J18/00GK1798638SQ200480014937
公開日2006年7月5日 申請日期2004年6月14日 優(yōu)先權日2003年6月13日
發(fā)明者戈爾根·約翰松 申請人:Abb 公司