(57)【要約】  本発明は、部品をコーティングするためのコーティングロボット（１）であって、ロボットベース（２）、回転可能ロボット部材（４）、回動可能な近位ロボットアーム（５）（互いに対して回転可能であり、軸受リング（６）により互いに接続されている２つのアーム部（５．１、５．２）を有する）、回動可能な遠位ロボットアーム（７）、ロボットハンド軸（８）、塗布装置を接続するためにロボットハンド軸（８）の自由端にある接続フランジ（９）（塗布装置のためにロボットベース（２）から接続フランジ（９）へと導かれるライン配置（１０）を有する）を有するコーティングロボット（１）に関する。本発明では、ライン配置（１０）が、近位ロボットアーム（５）の２つのアーム部（５．１、５．２）の間にある第１軸受リング（６）を通過する。【選択図】図１
2019511377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品をコーティングするためのコーティングロボット（１）、特に、自動車車体部品を塗装するための塗装ロボット（１）であって、
ａ）ロボットベース（２）と、
ｂ）前記ロボットベース（２）上に取り付けられ、且つ、前記ロボットベース（２）に対して第１軸（Ａ１）を中心に回転可能である回転可能ロボット部材（４）と、
ｃ）前記回転可能ロボット部材（４）上に取り付けられ、且つ、前記回転可能ロボット部材（４）に対して第２軸（Ａ２）を中心に回動可能である近位ロボットアーム（５）であって、第１軸受リング（６）により、前記近位ロボットアーム（５）の長手方向軸に実質的に沿って延びる第３軸（Ａ３）を中心に、互いに対して回転可能な２つのアーム部（５．１、５．２）を有する近位ロボットアーム（５）と、
ｄ）前記近位ロボットアーム（５）に付けられ、且つ、前記近位ロボットアーム（５）に対して第４軸（Ａ４）を中心に回動可能である遠位ロボットアーム（７）と、
ｅ）前記遠位ロボットアーム（７）に付けられ、且つ、いくつかの、特に、３つの可動軸（Ａ５、Ａ６、Ａ７）を有するロボットハンド軸（８）と、
ｆ）塗布装置、特に、回転噴霧器を接続するための、前記ロボットハンド軸（８）の自由端にある接続フランジ（９）と、
ｇ）前記塗布装置のための、前記ロボットベース（２）から前記接続フランジ（９）へと導かれている少なくとも１つのライン配置（１０）と、
を備え、
ｈ）前記ライン配置（１０）は、前記近位ロボットアーム（５）の２つの前記アーム部（５．１、５．２）の間で、前記第１軸受リング（６）を通って導かれている、
コーティングロボット（１）。
【請求項２】
ａ）前記第１軸（Ａ１）及び前記第２軸（Ａ２）は、１０ｃｍ〜５５ｃｍ、２０ｃｍ〜４５ｃｍ、又は２５ｃｍ〜３５ｃｍの範囲の、特に、３０ｃｍの軸距離（ａ）で、数学的な意味でねじれの位置にあり、及び／又は、
ｂ）前記近位ロボットアーム（５）の２つの前記アーム部（５．１、５．２）は、少なくとも、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、又は少なくとも２４０°の回転角度範囲で、互いに対して回転可能である、
請求項１に記載のコーティングロボット（１）。
【請求項３】
ａ）前記第１軸（Ａ１）及び前記第３軸（Ａ３）は、５ｃｍ〜１００ｃｍ、７ｃｍ〜８０ｃｍ、９ｃｍ〜７０ｃｍ、又は、１０ｃｍ〜５０ｃｍの範囲の軸距離（ｂ）で、平行に延び、又は、
ｂ）前記第１軸（Ａ１）及び前記第３軸（Ａ３）は、交差している、特に、１°〜４５°、２°〜３５°、５°〜２５°、又は１０°〜２０°の角度で交差している、
請求項１又は２に記載のコーティングロボット（１）。
【請求項４】
ａ）前記回転可能ロボット部材（４）は、第２軸受リングにより前記ロボットベース（２）に接続されており、且つ、
ｂ）前記ライン配置（１０）は、前記ロボットベース（２）を出て、前記第２軸受リングの外側及び前記ロボットベース（２）の外側を通って、前記回転可能ロボット部材（４）へと導かれている、
請求項１から３のいずれか１項に記載のコーティングロボット（１）。
【請求項５】
ａ）前記回転可能ロボット部材（４）は、２つの側方保持アーム（４．１、４．２）を有し、
ｂ）前記近位ロボットアーム（５）は、前記回転可能ロボット部材（４）の２つの前記保持アーム（４．１、４．２）の間に、回動可能に取り付けられており、且つ、
ｃ）前記ライン配置（１０）は、前記ロボットベース（２）から、前記回転可能ロボット部材（４）の前記保持アーム（４．１、４．２）の間を下から上に導かれ、そこで、前記近位ロボットアーム（５）に入る、
請求項１から４のいずれか１項に記載のコーティングロボット（１）。
【請求項６】
ａ）前記ライン配置（１０）は、前記第１軸受リング（６）の後で再び前記近位ロボットアーム（５）を離れ、外側を通って前記遠位ロボットアーム（７）へと導かれており、且つ、
ｂ）前記ライン配置（１０）は、前記近位ロボットアーム（５）から前記遠位ロボットアーム（７）内に外側から導かれており、且つ、
ｃ）前記ライン配置（１０）は、前記遠位ロボットアーム（７）及び前記ロボットハンド軸（８）の内側を通って、前記接続フランジ（８）へと導かれている、
請求項１から５のいずれか１項に記載のコーティングロボット（１）。
【請求項７】
前記ライン配置（１０）は、前記第２軸（Ａ２）と交差する、特に、直交する、
請求項１から６のいずれか１項に記載のコーティングロボット（１）。
【請求項８】
ａ）前記ライン配置（１０）は、電気ライン（１４）及び流体ライン（１６）を含み、及び／又は、
ｂ）前記流体ライン（１６）は、以下の流体ライン（１６）、
ｂ１）前記回転噴霧器の圧縮空気タービンを駆動するための駆動空気のための少なくとも１つの駆動空気ライン、
ｂ２）前記回転噴霧器の圧縮空気タービンを制動するための制動空気のための少なくとも１つの制動空気ライン、
ｂ３）前記回転噴霧器のスプレージェットを成形するための成形空気のための少なくとも１つの成形空気ライン、及び／又は、
ｂ４）前記回転噴霧器の空気軸受の軸受隙間のための少なくとも１つの軸受空気ライン、及び／又は、
ｂ５）塗料のための少なくとも１つの塗料ライン、
を含み、及び／又は、
ｃ）前記電気ライン（１４）は、以下の電気ライン、
ｃ１）塗布機材のための１つの接地ライン、及び／又は、
ｃ２）前記塗布装置内のセンサに問い合わせするためのセンサライン、
を含む、
請求項１から７のいずれか１項に記載のコーティングロボット（１）。
【請求項９】
ａ）前記近位ロボットアーム（５）の２つの前記アーム部（５．１、５．２）の間にある前記第１軸受リング（６）は、前記電気ライン（１４）用の第１ラインブッシング（１３）を有し、且つ、
ｂ）前記近位ロボットアーム（５）の２つの前記アーム部（５．１、５．２）の間にある前記第１軸受リング（６）は、前記流体ライン（１６）用の別の第２ラインブッシング（１５）を有する、
請求項８に記載のコーティングロボット（１）。
【請求項１０】
ａ）前記電気ライン（１４）用の前記第１ラインブッシング（１３）は、前記第１軸受リング（６）内に中心的に配置されており、且つ、
ｂ）前記流体ライン（１６）用の前記第２ラインブッシング（１５）は、前記第１軸受リング（６）内に偏心的に配置されている、
請求項９に記載のコーティングロボット（１）。
【請求項１１】
前記電気ライン（１４）のための前記第１ラインブッシング（１３）は、前記近位ロボットアーム（５）の２つの前記アーム部（５．１、５．２）の内部空間の間の空気の交換も可能とする、
請求項９又は１０に記載のコーティングロボット（１）。
【請求項１２】
ａ）前記回転可能ロボット部材（４）は、前記ロボットベース（２）の上面に配置され、又は、
ｂ）前記回転可能ロボット部材（４）は、前記ロボットベース（２）の下面に配置され、又は、
ｃ）前記回転可能ロボット部材（４）は、前記ロボットベース（２）の側面に配置される、
請求項１から１１のいずれか１項に記載のコーティングロボット（１）。
【請求項１３】
ａ）前記第１軸（Ａ１）は、実質的に垂直若しくは実質的に水平に整列されており、及び／又は、
ｂ）前記第２軸（Ａ２）は、実質的に水平若しくは実質的に垂直に整列されており、及び／又は、
ｃ）前記第３軸（Ａ３）は、実質的に垂直若しくは実質的に水平に整列されている若しくはそのように整列され得る、
請求項１から１２のいずれか１項に記載のコーティングロボット（１）。
【請求項１４】
ａ）前記ロボットベース（２）は、固定式に配置され、特に、
ａ１）塗装室の部屋壁上、又は
ａ２）取付柱上、又は、
ａ３）取付枠上、
に配置され、又は、
ｂ）前記ロボットベース（２）は、移動レール上に取り付けられており、前記移動レールに沿って移動可能である、
請求項１から１３のいずれか１項に記載のコーティングロボット（１）。
【請求項１５】
前記近位ロボットアーム（５）の２つの前記アーム部（５．１、５．２）の間にある前記第１軸受リング（６）は、中空シャフトギアユニット（１１）の一部である、
請求項１から１４のいずれか１項に記載のコーティングロボット（１）。
【請求項１６】
ａ）カウンタシャフトギアユニット（１２）が、出力シャフトが前記第３軸（Ａ３）に平行に延びた状態で、前記中空シャフトギアユニット（１１）の外側に半径方向にフランジ取り付けされており、及び／又は、
ｂ）駆動モータ（１２）が、前記近位ロボットアーム（５）内に、特に、前記近位ロボットアーム（５）の遠位アーム部（５．２）内に配置されており、及び／又は、
ｃ）前記近位ロボットアーム（５）は、防爆構造を、特に、前記近位ロボットアーム（５）の前記遠位アーム部（５．２）のエリア内に有する、
請求項１５に記載のコーティングロボット（１）。
【請求項１７】
前記遠位ロボットアーム（７）上、又は、前記遠位ロボットアーム（７）内部、又は、前記近位ロボットアーム（５）上若しくは内に、塗布技術部品、特に、
ａ）カラーチェンジャ、特に、リニアカラーチェンジャ、
ｂ）塗布対象のコーティング剤を投入するための定量ポンプ、
ｃ）コーティング剤バルブ、及び／又は、
ｄ）静電コーティング剤帯電のための高電圧発生器、
が取り付けられている、
請求項１から１６のいずれか１項に記載のコーティングロボット（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品をコーティングするためのコーティングロボット、特に、自動車車体部品を塗装するための塗装ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
コーティングロボットは、従来技術（特許文献１、特許文献２、特許文献３）から知られており、幅広い動作を可能とする計７つの可動軸を有する。こうした周知のコーティングロボットは、ロボットベース、回転可能ロボット部材、近位ロボットアーム（『アーム１』）、遠位ロボットアーム（『アーム２』）、及び多軸ロボットハンド軸を有する。近位ロボットアームは、近位ロボットアームの長手方向軸を中心に互いに対して回転可能な２つのアーム部に分けられる。流体ライン及び電気ラインを有するライン配置は、近位ロボットアームのエリアで、近位ロボットアームの外側、即ち、近位ロボットアームの２つのアーム部の間の軸の外側に当該ライン配置が延びるように、ロボットベースからロボットハンド軸の接続フランジに導かれている。そのため、近位ロボットアームの外側にあるライン配置は、互いに対して回転可能な近位ロボットアームの２つのアーム部の間にあるピボット軸受を迂回している。
【０００３】
こうした周知のコーティングロボットの欠点として、運転中にさまざまな問題を招くライン配置のルーティングが挙げられる。また、ライン配置がコーティングロボットの外面形状を超えて突き出るのは、望ましくない。さらに、ライン配置は、高い機械的ストレスにさらされもする。
【０００４】
従来技術については、特許文献４−１６も参照のこと。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１３１０９８６７号明細書
【特許文献２】欧州特許第０５１１９７７号明細書
【特許文献３】欧州特許第２２１３４２５号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１００１０６１５号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００６／０２９４６２８号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２０１３／０２６０６０６号明細書
【特許文献７】独国特許出願公表第６９４０２４０５号明細書
【特許文献８】独国特許出願公開第１０２００４０４０１６２号明細書
【特許文献９】独国特許出願公開第１０２０１００２４２６０号明細書
【特許文献１０】独国特許出願公開第１０１３９０８８号明細書
【特許文献１１】独国特許出願公開第１０２００９０１２１４０号明細書
【特許文献１２】独国実用新案第２０２０１３１０５９１０号明細書
【特許文献１３】独国実用新案第２０２０１３１０４５４４号明細書
【特許文献１４】米国特許出願公開第２００８／０２２３１７０号明細書
【特許文献１５】米国特許出願公開第２０１６／００８９７９７号明細書
【特許文献１６】国際公開第２０１２／０２８１９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、応分に改善されたコーティングロボットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１に係る発明のコーティングロボットにより解決される。
【０００８】
まず、従来技術と同様に、本発明に係るコーティングロボットは、ロボットベースを有し、このロボットベースは、好ましくは、固定位置に取り付けられる。
【０００９】
また、従来技術と同様に、本発明に係るコーティングロボットは、回転可能ロボット部材を有し、この回転可能ロボット部材は、ロボットベースに付けられ、また、ロボットベースに対して第１軸を中心に回転可能である。
【００１０】
さらに、従来技術と同様に、本発明に係るコーティングロボットは、近位ロボットアーム（普通の技術用語で『アーム１』としても知られる）を有し、この近位ロボットアームは、回転可能ロボット部材に付けられ、また、回転可能ロボット部材に対して第２軸を中心に回動可能である。
【００１１】
近位ロボットアーム（『アーム１』）は、第１軸受リングにより、近位ロボットアームの長手方向軸に実質的に沿って延びる第３軸を中心に、互いに対して回転可能な２つのアーム部からなる。そのため、近位ロボットアームの２つのアーム部の互いに対する回転移動は、近位ロボットアームの長手方向軸を実質的に中心としたものとなる。
【００１２】
しかし、第３軸が近位ロボットアームの長手方向軸に対して正確に平行であることを本発明が必要とするわけではないことに言及すべきだろう。むしろ、本発明の文脈において、第３軸が近位ロボットアームの長手方向軸に対して実質的に平行であれば（例えば、±２０°、±１０°、又は±５°の角度のズレが可能となる程度であれば）十分である。また、この文脈において、近位ロボットアームが若干折れたり曲がったりしていてもよいことも言及すべきだろう。
【００１３】
また、本発明に係るコーティングロボットは、遠位ロボットアーム（普通の技術用語で『アーム２』としても知られる）も有し、この遠位ロボットアームは、近位ロボットアームに付けられ、また、近位ロボットアームに対して第４軸を中心に回動可能である。
【００１４】
従来技術と同様に、ロボットハンド軸は、遠位ロボットアームに付けられており、従来技術で知られるように、複数の可動軸を有している。本発明の好ましい実施形態では、ロボットハンド軸は３つの可動軸を有する。しかし、本発明の文脈において、例えば、ロボットハンド軸が２つの可動軸又は４つの可動軸を有することも可能である。
【００１５】
ロボットハンド軸の遠位端には、回転噴霧器などの塗布装置を接続するための接続フランジがある。
【００１６】
さらに、従来技術と同様に、本発明に係るコーティングロボットは、塗布装置のためにロボットベースから接続フランジまで導かれ、塗布装置の補給に役立つライン配置を含む。
【００１７】
本発明に係るコーティングロボットは、ライン配置が近位ロボットアームの２つのアーム部の間にある第１軸受リングを通って導かれている点で特徴的である。これは、このエリアのライン配置が、近位ロボットアーム内部に延び、そして、コーティングロボットの外面形状を超えて外側に突き出ないことを意味する。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態では、ロボットベースと回転可能ロボット部材との間の第１軸、及び、回転可能ロボット部材と近位ロボットアームとの間の第２軸は、数学的な意味でねじれの位置にある。これは、これら２つの軸が交差せず互いに平行でもないことを意味する。第１軸及び第２軸は、１０ｃｍ〜５５ｃｍ、２０ｃｍ〜２５ｃｍ、又は２５ｃｍ〜３５ｃｍの範囲の軸距離（数学的な意味では垂線距離）を有することが好ましく、第１軸及び第２軸の間で３０ｃｍの軸距離が有利であることがわかっている。
【００１９】
互いに対して回転可能な近位ロボットアーム（『アーム１』）の２つのアーム部が、移動範囲を可能な限り大きくできるように、少なくとも９０°、１３５°、１８０°、２２５°、さらには、少なくとも２４０°の回転範囲の角度を超えて回転可能であることが好ましいことも言及すべきだろう。
【００２０】
しかし、本発明の好ましい実施形態では、ロボットベースと回転可能ロボット部材との間の第１軸は、近位ロボットアームが垂直に位置調整されているとき、近位ロボットアームの２つの回転可能なアーム部の間の第３軸と平行に延びることが好ましい。
【００２１】
この代わりに、第１軸と第３軸とが、交差、例えば、１°〜４５°、２°〜３５°、５°〜２５°、又は１０°〜２０°の角度で交差してもよい。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態では、回転可能ロボット部材は、第２軸受リングにより、ロボットベースに接続されている。ライン配置は、ロボットベースの内部を出て、それから、第２軸受リングの外側及びロボットベースの外側を通って、回転可能ロボット部材へと導かれている。ロボットベースと回転可能ロボット部材との間のライン配置は、約９０°の湾曲を有するラインエルボーを形成することが好ましい。
【００２３】
回転可能ロボット部材は、近位ロボットアームがそれらの間に回動可能に取り付けられる２つの側方保持アームを有することが好ましい。ライン配置は、ロボットベースから、回転可能ロボット部材の２つの保持アームの間を下から（実質的に垂直に）上に導かれ、そこで、近位ロボットアームに入る。
【００２４】
そして、近位ロボットアームの２つの回転可能なアーム部の間の第１軸受リングの後で、ライン配置が、近位ロボットアームを再び離れ外に出て、その後、コーティングロボットの外側を通って遠位ロボットアームへと導かれることが好ましい。その後、ライン配置は、近位ロボットアームから遠位ロボットアーム内に外側から再び入る。
【００２５】
最終的に、ライン配置は、続いて、遠位ロボットアーム及びロボットハンド軸の内側を通って、塗布装置（例えば、回転噴霧器）のための接続フランジへと導かれる。
【００２６】
ライン配置が第２軸と交差するように、ライン配置はロボットベースから回転可能ロボット部材に導かれることが好ましい。特に、ライン配置が第２軸と直交することが有利であることがわかっている。
【００２７】
本明細書で位置を表す言葉として用いられる『前（まえ）』及び『後（うしろ）』について、これらの言葉は、連続したロボット機構に沿った個別のロボット部品の運動力学的順番を指すものであることに言及すべきだろう。そのため、ロボットベースはこの意味においてロボットアームの前に配置され、一方、ロボットハンド軸はロボットアームの後となる。
【００２８】
好ましくは、ライン配置は、電気ライン及び流体ラインを含む。流体ラインとしては、例えば、駆動空気ライン、制動空気ライン、成形空気ライン、軸受空気ライン、又は塗料のための塗料ラインが挙げられる。一方、電気ラインとしては、例えば、具体例を少し挙げれば、静電コーティング剤帯電のための高電圧ライン、又は、塗布装置のセンサに問い合わせするためのセンサラインが挙げられる。
【００２９】
既に上述したように、ライン配置は近位ロボットアームの回転可能なアーム部の間の第１軸受リングを通っている。好ましい実施形態では、第１軸受リングは、２つのラインブッシング、具体的には、電気ライン用の第１ラインブッシング及び流体ライン用の第２ラインブッシングを有する。
【００３０】
電気ライン用の第１ラインブッシングは第１軸受リングに中心的に配置されることが好ましく、一方、流体ライン用の第２ラインブッシングは第１軸受リングに偏心的に配置されることが好ましい。
【００３１】
実用的には、コーティングロボットの電気モータの配置は防爆構造を必要とし、通常これは近位ロボットアームの２つのアーム部の内部の間の空気の交換を必要とする。そのため、電気ライン用の第１ラインブッシングは、こうした空気交換が可能となるように設計されていることが好ましい。
【００３２】
一般的に、ロボット機構について、回転可能ロボット部材はロボットベースの上面に配置されることが好ましいことに言及すべきだろう。しかし、本発明の文脈において、回転可能ロボット部材がロボットベースの下面又はロボットベースの側面に配置されることも可能である。
【００３３】
回転可能ロボット部材とロボットベースとの間の第１軸は実質的に垂直に整列されていることが好ましいことに言及すべきだろう。しかし、本発明の文脈において、第１軸が水平又は斜めに整列されることも可能である。
【００３４】
一方、好ましい実施形態では、近位ロボットアームと回転可能ロボット部材との間の第２軸は実質的に水平に整列されている。しかし、本発明の文脈において、第２軸が垂直又は斜めに整列されることも可能である。
【００３５】
このため、本発明の好ましい実施形態では、第１軸は垂直に整列され、第２軸は水平に整列されている。
【００３６】
さらに、ロボットベースは、例えば、塗装室の部屋壁上、取付柱上、又は取付枠上などに、固定式に配置されることが好ましいことに言及すべきだろう。また、この代わりに、ロボットベースが、移動レール上に配置され、この移動レールに沿って移動可能であることも可能である。
【００３７】
本発明の好ましい実施形態では、近位ロボットアームの２つの回転可能なアーム部の間の第１軸受リングは、中空シャフトギアユニットの一部であり、カウンタシャフトギアユニットにより駆動される。減速ギアユニットが、減速ギアユニットの出力シャフトが第３軸に平行に延びた状態で、中空シャフトギアユニットの外側に半径方向にフランジ取り付けされていることが好ましい。
【００３８】
カウンタシャフトギアユニットは、近位ロボットアームの内側、例えば、近位ロボットアームの遠位アーム部の内側に、配置されることが好ましい。そのため、近位ロボットアームは、防爆構造を、特に、カウンタシャフトギアユニットが配置される近位ロボットアームの遠位アーム部のエリア内に有することが好ましい。
【００３９】
本発明に係るコーティングロボットでは、塗布技術部品（具体例を数例挙げれば、カラーチェンジャ、定量ポンプ、コーティング剤バルブ、塗料圧力調節器、又は高電圧発生器など）が、遠位ロボットアーム上又は遠位ロボットアーム内部に取り付けられてもよい。遠位ロボットアームに取り付けるカラーチェンジャとしては、独国特許出願公開第１０２００８０１５２２８号明細書開示されるようなリニアカラーチェンジャが特に適している。
【００４０】
本発明の他の有利なさらなる変形例が、従属請求項に示されており、また、以下で、図面を用いつつ本発明の例示的実施形態の記載とともにより詳細に説明されている。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る塗装ロボットの側面図。
【図２】図１の塗装ロボットの斜視図。
【図３】カウンタシャフトギアユニットとともに示した、図１及び２の塗装ロボットの中空シャフトギアユニット。
【図４】電気ラインが中空シャフトギアユニットを通過する状態で示した、図３の中空シャフトギアユニット。
【図５】流体ラインが中空シャフトギアユニットを通過する状態で示した、図３の中空シャフトギアユニット。
【図６】電気ライン及び流体ラインとともに示した、中空シャフトギアユニットの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図面は、例えば自動車車体部品を塗装するための塗装プラントなどで使用できる本発明に係る塗装ロボット１のさまざまな図を示す。
【００４３】
まず、塗装ロボット１は、ロボットベース２を有し、このロボットベース２は、その取付フランジ３により、例えば、塗装室の側方部屋壁上、取付枠上、又は取付柱上などに、固定式に取り付けられる。
【００４４】
ロボットベースの上面には、回転可能ロボット部材４が配置されており、この回転可能ロボット部材４は、ロボットベース２に対して垂直軸Ａ１を中心に回転可能である。
【００４５】
回転可能ロボット部材４は２つの側方保持アーム４．１、４．２を有し、これらの間には、近位ロボットアーム５（『アーム１』）が回動可能に配置されており、近位ロボットアーム５は、回転可能ロボット部材４に対して第２の水平軸Ａ２を中心に回動可能である。
【００４６】
２つの軸Ａ１及びＡ２は数学的な意味でねじれの位置にあり、即ち、軸Ａ１及びＡ２は交差せず互いに平行でもない。ここで、軸Ａ１及びＡ２は、軸距離（数学的な意味では垂線距離）ａ＝３０ｃｍで、配置されている。
【００４７】
近位ロボットアーム５は、２つのアーム部５．１、５．２から構成され、２つのアーム部５．１、５．２は、互いに対して軸Ａ３（ここで、軸Ａ３は実質的に近位ロボットアーム５の長手方向軸と一致している）を中心に回転可能である。このために、近位ロボットアーム５の２つのアーム部５．１、５．２は、２つのアーム部５．１、５．２が互いに対して回転することを可能とする軸受リング６により互いに接続されている。
【００４８】
図１に示すように、近位ロボットアーム５が垂直に位置調整されている場合、２つの軸Ａ１及びＡ３は、軸距離ｂ＝３０ｃｍで、配置されている。
【００４９】
さらに、塗装ロボット１は、遠位ロボットアーム７（ロボット分野の通常の技術用語で『アーム２』とも呼ばれる）を有する。遠位ロボットアーム７は、近位ロボットアーム５の端部に付けられ、軸Ａ４を中心に回動可能である。
【００５０】
塗布技術部品（カラーチェンジャ（例えば、リニアカラーチェンジャ）、定量ポンプ、塗料圧力調節器、コーティング剤バルブ、又は高電圧発生器など）を、遠位ロボットアーム７に取り付けてもよい。
【００５１】
遠位ロボットアーム７は、その端部に、３つのさらなる可動軸Ａ５、Ａ６、Ａ７を有する従来のロボットハンド軸８を携えている。
【００５２】
ロボットハンド軸８は、その自由端に、塗布装置（例えば、回転噴霧器）を取り付けるための接続フランジ９を有する。
【００５３】
ライン配置１０は、接続された塗布装置に供給するために、ロボットベース２からロボットハンド軸８の接続フランジ９へと導かれている。
【００５４】
ライン配置１０は、まず、ロボットベース２を水平方向に出て、その後、９０°の角度で上に導かれ、そこから、ライン配置１０は、回転可能ロボット部材４の２つの保持アーム４．１、４．２の間を導かれる。その後、ライン配置１０は、近位ロボットアーム５のアーム部５．１に入る。その後、ライン配置１０は、２つの回転可能なアーム部５．１、５．２の間の軸受リング８を通って導かれ、続いて、アーム部５．２を再び離れ外に出る。その後、ライン配置１０は、軸Ａ４のエリアで遠位ロボットアーム７に再び入り、続いて、遠位ロボットアーム７及びロボットハンド軸８の内側を通って、接続フランジ９へと導かれる。
【００５５】
図３は、中空シャフトギアユニット１１を示す。中空シャフトギアユニット１１は、近位ロボットアーム５の２つの回転可能なアーム部５．１、５．２の間に配置され、軸受リング６を備える。中空シャフトギアユニット１１を駆動させ、それにより、近位ロボットアーム５の２つのアーム部５．１、５．２を互いに対して回転させるように、カウンタシャフトギアユニット１２が、中空シャフトギアユニット１１の外側に半径方向にフランジ取り付けされている。
【００５６】
中空シャフトギアユニットは、電気ラインを収容するための第１ラインブッシングを備える（図４参照）。
【００５７】
さらに、流体ライン１６用の別のラインブッシング１５が中空シャフトギアユニット１１に偏心的に配置されている（図５参照）。
【００５８】
図６の断面図から、電気ライン１４用のラインブッシング１３には、防爆構造の観点から重要な、近位ロボットアーム５のアーム部５．１、５．２の内部の間の空気の交換を可能とするエアギャップ１７が空いていることを見て取ることができる。
【００５９】
本発明に係る塗装ロボット１は、以下の利点を有する。
・７軸塗装ロボット１の機動性が、軸Ａ３を持たない従来の６軸塗装ロボットの機動性よりも大きい。
・７軸塗装ロボット１は、従来の６軸塗装ロボットと同様にプログラムすることができる。しかし、追加の軸Ａ３により、塗装ロボット１は、同じ経路での障害を回避し、又は、必要な経路及び方向を離れることなく、アーム及び軸関節の追加の移動及び位置決めを最適なプロセスで行うことができる。
・ライン配置１０は、ロボット軸のいわゆる中立軸（ｎｅｕｔｒａｌｅｎ  Ｆａｓｅｒ）内を実質的に延びており、そのため、ロボット移動の際に最小の機械的ストレスしか受けない。
・流体ライン１６は、電気ライン１４及びカウンタシャフトギアユニット１２から空間的に隔てられている。
・ライン配置１０は、塗装用の流体ライン１６（個別の流体ラインが９ｍｍの外径を有してもよい）を５０本超有してもよい。
・ライン配置１０は、柔らかい遷移部により特徴づけられ、屈曲、摩耗、及び変形から保護される。
・従来の６軸塗装ロボットと比較して、７軸塗装ロボット１は、主軸及び手軸でより大きな回動角度を可能とする。
・塗装ロボット１では、流体ライン１６で漏れが生じても、欠損したライン配置１０を交換することで簡単に修理できる。
・流体ライン１６で漏れが生じた場合、重力により漏出物が塗装室内に流れ落ちる。
・ライン配置１０は、塗装ロボット１の外面形状を超えて、突き出ない、又は、ほんの僅かしか突き出ないので、設置距離を極めて短くできる。
・７軸塗装ロボット１は、従来の６軸塗装ロボットと設計が類似しているので、同じ処理機能及び塗布技術を採用できる。
・塗装ロボット１では、遠位ロボットアーム７上で同じ絶縁距離となるが、これは、静電コーティング剤帯電に重要である。
・７軸塗装ロボット１は、従来の６軸塗装ロボットと同じ荷重負荷能力を有する。
・７軸塗装ロボット１は、従来の６軸塗装ロボットと同様に、例えば、固定式又は移動レールに沿って可動式に、取り付けできる。
・７軸塗装ロボット１は、従来の６軸塗装ロボットと同じ部品を多数有する。これにより、同一部品の数量を大きくできるので、７軸塗装ロボット１及び６軸塗装ロボットを並行に製造する際の製造費用が減少する。
【００６０】
本発明は、上述の例示的実施形態に限定されるものではない。むしろ、本発明の概念を用いて、権利保護範囲に含まれるような、無数の修正例及び変形例が可能である。特に、本発明は、従属請求項が引用する請求項とは無関係に、従属請求項の主題及び特徴の権利保護も請求する。
【００６１】
［付記］
［付記１］
部品をコーティングするためのコーティングロボット（１）、特に、自動車車体部品を塗装するための塗装ロボット（１）であって、
ａ）ロボットベース（２）と、
ｂ）前記ロボットベース（２）上に取り付けられ、且つ、前記ロボットベース（２）に対して第１軸（Ａ１）を中心に回転可能である回転可能ロボット部材（４）と、
ｃ）前記回転可能ロボット部材（４）上に取り付けられ、且つ、前記回転可能ロボット部材（４）に対して第２軸（Ａ２）を中心に回動可能である近位ロボットアーム（５）であって、第１軸受リング（６）により、前記近位ロボットアーム（５）の長手方向軸に実質的に沿って延びる第３軸（Ａ３）を中心に、互いに対して回転可能な２つのアーム部（５．１、５．２）を有する近位ロボットアーム（５）と、
ｄ）前記近位ロボットアーム（５）に付けられ、且つ、前記近位ロボットアーム（５）に対して第４軸（Ａ４）を中心に回動可能である遠位ロボットアーム（７）と、
ｅ）前記遠位ロボットアーム（７）に付けられ、且つ、いくつかの、特に、３つの可動軸（Ａ５、Ａ６、Ａ７）を有するロボットハンド軸（８）と、
ｆ）塗布装置、特に、回転噴霧器を接続するための、前記ロボットハンド軸（８）の自由端にある接続フランジ（９）と、
ｇ）前記塗布装置のための、前記ロボットベース（２）から前記接続フランジ（９）へと導かれている少なくとも１つのライン配置（１０）と、
を備え、
ｈ）前記ライン配置（１０）は、前記近位ロボットアーム（５）の２つの前記アーム部（５．１、５．２）の間で、前記第１軸受リング（６）を通って導かれている、
コーティングロボット（１）。
【００６２】
［付記２］
ａ）前記第１軸（Ａ１）及び前記第２軸（Ａ２）は、１０ｃｍ〜５５ｃｍ、２０ｃｍ〜４５ｃｍ、又は２５ｃｍ〜３５ｃｍの範囲の、特に、３０ｃｍの軸距離（ａ）で、数学的な意味でねじれの位置にあり、及び／又は、
ｂ）前記近位ロボットアーム（５）の２つの前記アーム部（５．１、５．２）は、少なくとも、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、又は少なくとも２４０°の回転角度範囲で、互いに対して回転可能である、
付記１に記載のコーティングロボット（１）。
【００６３】
［付記３］
ａ）前記第１軸（Ａ１）及び前記第３軸（Ａ３）は、５ｃｍ〜１００ｃｍ、７ｃｍ〜８０ｃｍ、９ｃｍ〜７０ｃｍ、又は、１０ｃｍ〜５０ｃｍの範囲の軸距離（ｂ）で、平行に延び、又は、
ｂ）前記第１軸（Ａ１）及び前記第３軸（Ａ３）は、交差している、特に、１°〜４５°、２°〜３５°、５°〜２５°、又は１０°〜２０°の角度で交差している、
付記１又は２に記載のコーティングロボット（１）。
【００６４】
［付記４］
ａ）前記回転可能ロボット部材（４）は、第２軸受リングにより前記ロボットベース（２）に接続されており、且つ、
ｂ）前記ライン配置（１０）は、前記ロボットベース（２）を出て、前記第２軸受リングの外側及び前記ロボットベース（２）の外側を通って、前記回転可能ロボット部材（４）へと導かれている、
付記１から３のいずれか１つに記載のコーティングロボット（１）。
【００６５】
［付記５］
ａ）前記回転可能ロボット部材（４）は、２つの側方保持アーム（４．１、４．２）を有し、
ｂ）前記近位ロボットアーム（５）は、前記回転可能ロボット部材（４）の２つの前記保持アーム（４．１、４．２）の間に、回動可能に取り付けられており、且つ、
ｃ）前記ライン配置（１０）は、前記ロボットベース（２）から、前記回転可能ロボット部材（４）の前記保持アーム（４．１、４．２）の間を下から上に導かれ、そこで、前記近位ロボットアーム（５）に入る、
付記１から４のいずれか１つに記載のコーティングロボット（１）。
【００６６】
［付記６］
ａ）前記ライン配置（１０）は、前記第１軸受リング（６）の後で再び前記近位ロボットアーム（５）を離れ、外側を通って前記遠位ロボットアーム（７）へと導かれており、且つ、
ｂ）前記ライン配置（１０）は、前記近位ロボットアーム（５）から前記遠位ロボットアーム（７）内に外側から導かれており、且つ、
ｃ）前記ライン配置（１０）は、前記遠位ロボットアーム（７）及び前記ロボットハンド軸（８）の内側を通って、前記接続フランジ（８）へと導かれている、
付記１から５のいずれか１つに記載のコーティングロボット（１）。
【００６７】
［付記７］
前記ライン配置（１０）は、前記第２軸（Ａ２）と交差する、特に、直交する、
付記１から６のいずれか１つに記載のコーティングロボット（１）。
【００６８】
［付記８］
ａ）前記ライン配置（１０）は、電気ライン（１４）及び流体ライン（１６）を含み、及び／又は、
ｂ）前記流体ライン（１６）は、以下の流体ライン（１６）、
ｂ１）前記回転噴霧器の圧縮空気タービンを駆動するための駆動空気のための少なくとも１つの駆動空気ライン、
ｂ２）前記回転噴霧器の圧縮空気タービンを制動するための制動空気のための少なくとも１つの制動空気ライン、
ｂ３）前記回転噴霧器のスプレージェットを成形するための成形空気のための少なくとも１つの成形空気ライン、及び／又は、
ｂ４）前記回転噴霧器の空気軸受の軸受隙間のための少なくとも１つの軸受空気ライン、及び／又は、
ｂ５）塗料のための少なくとも１つの塗料ライン、
を含み、及び／又は、
ｃ）前記電気ライン（１４）は、以下の電気ライン、
ｃ１）塗布機材のための１つの接地ライン、及び／又は、
ｃ２）前記塗布装置内のセンサに問い合わせするためのセンサライン、
を含む、
付記１から７のいずれか１つに記載のコーティングロボット（１）。
【００６９】
［付記９］
ａ）前記近位ロボットアーム（５）の２つの前記アーム部（５．１、５．２）の間にある前記第１軸受リング（６）は、前記電気ライン（１４）用の第１ラインブッシング（１３）を有し、且つ、
ｂ）前記近位ロボットアーム（５）の２つの前記アーム部（５．１、５．２）の間にある前記第１軸受リング（６）は、前記流体ライン（１６）用の別の第２ラインブッシング（１５）を有する、
付記８に記載のコーティングロボット（１）。
【００７０】
［付記１０］
ａ）前記電気ライン（１４）用の前記第１ラインブッシング（１３）は、前記第１軸受リング（６）内に中心的に配置されており、且つ、
ｂ）前記流体ライン（１６）用の前記第２ラインブッシング（１５）は、前記第１軸受リング（６）内に偏心的に配置されている、
付記９に記載のコーティングロボット（１）。
【００７１】
［付記１１］
前記電気ライン（１４）のための前記第１ラインブッシング（１３）は、前記近位ロボットアーム（５）の２つの前記アーム部（５．１、５．２）の内部空間の間の空気の交換も可能とする、
付記９又は１０に記載のコーティングロボット（１）。
【００７２】
［付記１２］
ａ）前記回転可能ロボット部材（４）は、前記ロボットベース（２）の上面に配置され、又は、
ｂ）前記回転可能ロボット部材（４）は、前記ロボットベース（２）の下面に配置され、又は、
ｃ）前記回転可能ロボット部材（４）は、前記ロボットベース（２）の側面に配置される、
付記１から１１のいずれか１つに記載のコーティングロボット（１）。
【００７３】
［付記１３］
ａ）前記第１軸（Ａ１）は、実質的に垂直若しくは実質的に水平に整列されており、及び／又は、
ｂ）前記第２軸（Ａ２）は、実質的に水平若しくは実質的に垂直に整列されており、及び／又は、
ｃ）前記第３軸（Ａ３）は、実質的に垂直若しくは実質的に水平に整列されている若しくはそのように整列され得る、
付記１から１２のいずれか１つに記載のコーティングロボット（１）。
【００７４】
［付記１４］
ａ）前記ロボットベース（２）は、固定式に配置され、特に、
ａ１）塗装室の部屋壁上、又は
ａ２）取付柱上、又は、
ａ３）取付枠上、
に配置され、又は、
ｂ）前記ロボットベース（２）は、移動レール上に取り付けられており、前記移動レールに沿って移動可能である、
付記１から１３のいずれか１つに記載のコーティングロボット（１）。
【００７５】
［付記１５］
前記近位ロボットアーム（５）の２つの前記アーム部（５．１、５．２）の間にある前記第１軸受リング（６）は、中空シャフトギアユニット（１１）の一部である、
付記１から１４のいずれか１つに記載のコーティングロボット（１）。
【００７６】
［付記１６］
ａ）カウンタシャフトギアユニット（１２）が、出力シャフトが前記第３軸（Ａ３）に平行に延びた状態で、前記中空シャフトギアユニット（１１）の外側に半径方向にフランジ取り付けされており、及び／又は、
ｂ）駆動モータ（１２）が、前記近位ロボットアーム（５）内に、特に、前記近位ロボットアーム（５）の遠位アーム部（５．２）内に配置されており、及び／又は、
ｃ）前記近位ロボットアーム（５）は、防爆構造を、特に、前記近位ロボットアーム（５）の前記遠位アーム部（５．２）のエリア内に有する、
付記１５に記載のコーティングロボット（１）。
【００７７】
［付記１７］
前記遠位ロボットアーム（７）上、又は、前記遠位ロボットアーム（７）内部、又は、前記近位ロボットアーム（５）上若しくは内に、塗布技術部品、特に、
ａ）カラーチェンジャ、特に、リニアカラーチェンジャ、
ｂ）塗布対象のコーティング剤を投入するための定量ポンプ、
ｃ）コーティング剤バルブ、及び／又は、
ｄ）静電コーティング剤帯電のための高電圧発生器、
が取り付けられている、
付記１から１６のいずれか１つに記載のコーティングロボット（１）。
【符号の説明】
【００７８】
１  塗装ロボット
２  ロボットベース
３  ロボットベースの取付フランジ
４  回転可能ロボット部材
４．１、４．２  回転可能ロボット部材の保持アーム
５  近位ロボットアーム
５．１  近位ロボットアームの近位アーム部
５．２  近位ロボットアームの遠位アーム部
６  近位ロボットアームのアーム部の間の軸受リング
７  遠位ロボットアーム
８  ロボットハンド軸
９  ロボットハンド軸の接続フランジ
１０  ライン配置
１１  中空シャフトギアユニット
１２  減速ギアユニット
１３  電気ライン用の中心型ラインブッシング
１４  電気ライン
１５  流体ライン用の偏心型ラインブッシング
１６  流体ライン
１７  空気交換のための電気ライン用ラインブッシング内のエアギャップ
ａ  軸Ａ１及びＡ２の間の距離
ｂ  軸Ａ１及びＡ３の間の距離
Ａ１−Ａ７  可動軸
【図１】
2019511377.tif 000003
【図２】
2019511377.tif 000004
【図３】
2019511377.tif 000005
【図４】
2019511377.tif 000006
【図５】
2019511377.tif 000007
【図６】
2019511377.tif 000008
【国際調査報告】
2019511377.tif 000009
2019511377.tif 000010
2019511377.tif 000011
2019511377.tif 000012
2019511377.tif 000013
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