(57)【要約】  産業用ロボット（３２）において供給ライン（３８）の補償運動を可能とするために、ライン案内装置が特に伸縮ファークの態様に構成して設けられており、後側ロボットアーム（３０）に固着された滑り案内要素（４）が設けられており、この滑り案内要素によって滑り棒（６）が摺動可能に案内されている。滑り棒（６）の前側末端に第１締付固定具（２４）が配置されており、この締付固定具内で供給ライン（３８）が締付けて固着されている。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給ライン（３８）のホース束を案内するための供給ライン案内装置であって、供給ライン案内装置がその長手方向（３４）で供給ライン（３８）の補償運動を可能とし、かつこのため、長手方向（３４）で摺動可能な前側固着要素（２）を有し、この固着要素が供給ライン（３８）を締付けて固着するための第１締付固定具（２４）を配置するために設けられており、供給ライン案内装置が更に定置滑り案内要素（４）を有し、固着要素（２）に固着された滑り棒（６）が、この滑り案内要素内で長手方向（３４）において戻し要素（１０）の戻し力に抗して滑動支承されている供給ライン案内装置。
【請求項２】
戻し要素（１０）が片側で滑り案内要素（４）で支えられ、反対側で滑り棒（６）に固着された後側突接リング（１２）で支えられる請求項１記載の供給ライン案内装置。
【請求項３】
戻し要素（１０）が、滑り棒（６）を通したコイルばねである請求項１又は２記載の供給ライン案内装置。
【請求項４】
滑り案内要素（４）が貫通孔を有し、この貫通孔に滑り被筒（８）が挿入され、この滑り被筒に滑り棒（６）が通してある請求項１から３の１つに記載の供給ライン案内装置。
【請求項５】
滑り案内要素（４）と固着要素（２）との間で作用する緩衝要素（２０）が設けられている請求項１から４の１つに記載の供給ライン案内装置。
【請求項６】
滑り棒（６）が交換可能に固着要素（２）内で固着されている請求項１から５の１つに記載の供給ライン案内装置。
【請求項７】
滑り案内要素（４）と固着要素（２）との間の領域に第２戻し要素（１８）が設けられている請求項１から６の１つに記載の供給ライン案内装置。
【請求項８】
後側領域で固着要素（２）の背後に覆い（４４）が設けられ、組付け状態のとき供給ライン（３８）が覆いの上方を延びる請求項１から７の１つに記載の供給ライン案内装置。
【請求項９】
互いに平行に配置される２つの滑り棒（６）が設けられている請求項１から８の１つに記載の供給ライン案内装置。
【請求項１０】
両方の滑り棒（６）が各々独自の貫通孔を通して一緒に滑り案内要素（４）内で案内されている請求項９記載の供給ライン案内装置。
【請求項１１】
両方の滑り棒（６）が正面側で共通の固着要素（２）に通され、固着要素（２）が正面に隣接する上側平坦面（２２）を有し、この平坦面が第１締付固定具（２４）を固着すべく構成されている請求項９又は１０記載の供給ライン案内装置。
【請求項１２】
少なくとも１つのロボット軸（４６）を介して案内される供給ライン（３８）と、請求項１から１１の１つに記載の供給ライン案内装置とを備えた産業用ロボット（３２）であって、
供給ライン案内装置が長手方向（３４）で摺動可能な前側固着要素（２）を有し、この固着要素が第１締付固定具（２４）を含み、該固定具内で供給ライン（３８）が固定されており、供給ライン案内装置が更に、後側ロボットアーム（３０）に固着された滑り案内要素（４）を有し、固着要素（２）に固着された滑り棒（６）が、この滑り案内要素内で長手方向（３４）において戻し要素（１０）の戻し力に抗して滑動支承されている産業用ロボット。
【請求項１３】
前側ロボットアーム（４０）に第２締付固定具（４２）が設けられており、両方の締付固定具（２４、４２）の間で供給ライン（３８）の長さが運動に係りなく一定である請求項１２記載の産業用ロボット。
【請求項１４】
両方の締付固定具（２４、４２）の間に他の案内要素又は保持要素が配置されていない請求項１３記載の産業用ロボット。
【請求項１５】
供給ライン（３８）が、後側領域において第１締付固定具（２４）の背後で供給ライン案内装置の外側を延びている請求項１２乃至１４の１つに記載の産業用ロボット。
【請求項１６】
第１締付固定具（２４）が、回転可能に固着要素（２）に固着されている請求項１２乃至１５の１つに記載の産業用ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給ラインを案内するための、特に産業用ロボットのホース束を案内するための供給ライン案内装置に関する。本発明は更に、このような供給ライン案内装置を備えた産業用ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日一般に利用される多軸産業用ロボットでは、ロボットハンドとも称される最も前側のロボットアームにホース束を介して、ロボットハンドに配置される工具、例えば溶接工具に供給するための複数の個別供給ラインが通される。個別供給ラインは、例えば給電ケーブル、電気制御ケーブル、データケーブル、気体又は液体媒体の供給部等である。これら個別供給ラインは所謂ホース束にまとめられ、ホース状保護外皮により取り囲まれる。かかるホース束は、ロボットアーム相互の相対運動のため、そして特にしばしば不利な環境条件（高い温度、腐食性媒体、溶接飛沫等）のため、強い負荷に曝されている。
【０００３】
ホース束の確実な案内を可能とするために一般に利用される供給ライン案内装置は、２つのロボットアーム間の相対運動時にホース束の補償運動を可能とする状態にある。産業用ロボットの供給ライン案内装置は、例えば独国実用新案第２０１１３７４２号明細書から公知である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、相対的に移動可能な２つの機械部分の間で供給ライン用、特に産業用ロボットのホース束用の、補償運動を可能とし、設計上単純に構成され、かつ確実に作動する供給ライン案内装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、本発明によれば請求項１の特徴を有する供給ライン案内装置によって解決される。それによれば、供給ライン案内装置はその長手方向で摺動可能な前側固着要素を有し、この固着要素は、第１締付固定具を配置すべく設けられ、又はこの固着要素は第１締付固定具を含む。この締付固定具内で供給ラインがしっかり締付けられ、長手方向で固定される。更に、供給ライン案内装置が滑り案内要素を有し、該案内要素は機械部分、例えばロボットアームに固着すべく設けられている。滑り棒は、滑り案内要素内で長手方向において戻し要素の戻し力に抗して滑動支承されている。滑り棒は同時に前側固着要素に固着されている。
【０００６】
従ってこの設計では、前側固着要素は、定置滑り案内要素に対し長手方向に摺動可能に支承されている。前側固着要素により、締付固定具と供給ラインも長手方向で定置滑り案内要素に対し相対的に摺動可能である。ところでロボットの運動時にホース束が追従せねばならない場合、ロボットハンドから加えられる引張力の故にホース束が前方に引っ張られ、固着要素は戻り要素の戻し力に抗して前方に引っ張られる。引張力が弱まるや、固着要素が再び後方位置に移され、ホース束はロボットハンドに向かう領域で常に戻し要素の締付力に応じて緊張し、引きずりを生じない。従って、全体としてこの供給ライン案内装置は伸縮棒又は伸縮フォークの態様に構成されており、ホース束は伸縮要素の外側で案内されている。
【０００７】
滑り棒とはここでは一般に、軸線方向に延びる滑り要素を意味し、有利には円形、特に内部中空、従って管状に構成されている。滑り棒を滑り案内装置内で滑動案内し、前側固着要素に固定された締付固定具内で供給ラインを固着した構成によって、単純かつ同時に頑丈な構造で確実な動作が確保されている。
【０００８】
供給ライン案内装置は一般に、互いに相対的に移動可能な２つの機械部分、特にロボットアームを互いに結合する供給ラインの補償運動を可能とするのに適している。
【０００９】
望ましくは、戻し要素が片側では滑り案内要素で支えられ、反対側では滑り棒に固着された後側突接リングで支えられる。そのことから、支出を要する他の構造が戻し要素用に必要でないので、コンパクトな構造が可能である。むしろ、滑り棒は前側固着要素から滑り案内要素内を延び、戻し要素は後側領域において一方で、滑り棒と強固に結合された作用点に作用し、他方で滑り案内要素に作用する。
【００１０】
戻し要素は滑り棒を通したコイルばねであるとよい。このことでも、コンパクトで頑丈な構造が保証される。
【００１１】
望ましい１構成によれば、滑り棒が滑り案内要素の貫通孔に通されており、この貫通孔に管状滑り要素が挿入され、この滑り要素に滑り棒が実質的に隙間なしに通してある。滑り要素内での隙間なしの案内又は実質的に隙間なしの案内により確実な案内が保証されている。他方で、滑り要素自体によって極力摩擦のない滑動が可能である。このため滑り要素は、摩擦係数の小さい好適な素材で構成される。特に滑り要素がプラスチックで構成されるのに対して、滑り案内要素は好ましくは金属製である。
【００１２】
戻り運動のとき前側固着要素が滑り案内要素に衝突するのを防止又は少なくとも和らげるために、滑り案内要素と固着要素との間に緩衝器が設けられている。この緩衝器は特に正面側で両方の部品の一方に、有利には滑り案内要素に固着されている。
【００１３】
好適な構成では、滑り棒は交換可能に固着要素内で固着される。それ故、滑り棒は全体として問題なく交換できる。この結果供給ライン案内装置はモジュラー構成とされ、様々な利用目的、例えば様々なロボット寸法等に問題なく適合し得る。種々の長さの補償運動を可能とすべく、例えば様々な長さの滑り棒が利用される。それと平行して、好適な戻し要素の選択により、様々な戻し力を調整できる。従って、供給ライン案内装置は、様々な要求条件に問題なく適合可能とすべく、モジュラーシステムの態様で実現されている。
【００１４】
望ましい１構成では、滑り案内要素と固着要素との間の領域に第２戻し要素、特に第２コイルばねが設けられる。これは、一方で固着要素の後側位置を固定的に確定するのに役立つ。同時に、前側固着要素の滑り案内要素への衝突は、第２コイルばねによって防止される。戻り運動も急激にではなく、弾力的に制動される。
【００１５】
供給ラインは供給ライン案内装置内で前側固着要素の第１締付固定具のみで保持され、その他では別段案内されていないので、望ましい１構成では、後側領域で固着要素の背後に覆いが配置される。該覆いは、供給ラインと、供給ライン案内装置の可動要素、例えば滑り棒およびばねとの接触を防止する。従って引掛りや挟まりで動かなくなることは有り得ない。その際、この覆いは滑り案内要素に固着するとよい。覆いは、例えば単なる板状覆いである。選択的に、覆いは供給ライン案内装置を少なくとも部分的に取り囲む箱として構成でき、この箱内に滑り案内要素とコイルばねを有する滑り棒の後側部分領域を配置し得る。その際、箱は滑り棒の滑り運動用に十分な自由空間を提供する。滑り案内要素自体を全体として被筒又は箱状に形成し、その正面で滑り棒を導入する可能性も基本的にある。この変更態様では、戻し要素は好適には被筒状滑り案内要素の内部に配置され、例えば一方で被筒の後壁に作用し、他方で滑り棒の末端側正面に作用する。
【００１６】
力が強い場合でも極力良好かつ確実な案内を可能とすべく、好適な１構成では、互いに平行に配置した２つの滑り棒を設ける。従って、供給ライン案内装置は全体として冗長に構成され、両方の滑り棒は互いに対称に形成され、案内される。
【００１７】
極力高い安定性を達成すべく、両方の滑り棒を滑り案内要素内で一緒に案内し、各滑り棒に独自の貫通孔が付設する。それ故、滑り案内要素は特に金属製の一様なブロックであり、このブロックによって互いに離間して両方の滑り棒を案内する。ここで好ましくは、滑り案内装置が穿孔付きの固着フランジを有し、ロボットアームに固着するための固着要素、特にねじをこれらの穿孔に通すことができる。
【００１８】
更に、両方の滑り棒用に共通して固着要素を設けると望ましい。この固着要素内で、滑り棒を特に締付けて固着する。その際、滑り棒は固着要素の正面に導入するとよい。固着要素の正面に隣接する上側平坦面を、第１締付固定具の配置用に利用すると好ましい。このために上側平坦面にねじ穴を設け、第１締付固定具を問題なく螺着し得る。
【００１９】
その際、固着要素および／又は第１締付固定具を、締付固定具が固着要素に対し相対的に回転可能であり又は少なくとも異なる回転方向で固定できるように構成するとよい。特に締付固定具が動作時回転可能である場合、供給ライン用の回転補償運動が可能である。
【００２０】
前記の課題は、本発明によれば、更に請求項１２記載の産業用ロボットによって解決される。供給ライン案内装置に関して挙げられた諸利点および好ましい諸構成は意味に即して産業用ロボットにも転用できる。
【００２１】
その際、供給ライン案内装置は後側機械部分、即ち後側ロボットアームに滑り案内要素で固着されている。このため滑り案内要素は、前記フランジによって後側ロボットアームにフランジ接合される。
【００２２】
通常ホース束は前側機械部分、特に前側ロボットアームやロボットハンドで第２締付固定具にて保持される。望ましい１構成によれば、供給ライン案内装置の第１締付固定具とロボットハンドの第２締付固定具との間に他の固着要素又は案内要素は設けない。むしろこれら両方の締付固定具の間の領域で供給ラインが自由に移動可能であり、供給ラインはロボットハンドの運動に良好に追従できる。
【００２３】
更に、一方で第１締付固定具内、他方で第２締付固定具内で供給ラインを摺動不可能に締付けて固着することで、両方の締付固定具の間で供給ラインの長さを固定し得る。それ故、供給ライン自体は案内要素内を滑動しない。その限りで、供給ラインは摩擦の影響に何ら曝されず、案内要素の内部で供給ラインが傾き又は強く負荷される虞もない。
【００２４】
供給ラインを滑動案内する他の案内要素や保持要素を、第１固着締付具後の後側領域に設けないのがよい。むしろ、供給ライン案内装置に続いて、弓形の補償運動を可能とすべく、供給ラインを、ロボットアームに固着した接続アダプタに通す。該アダプタでホース束が成端しており、接続アダプタは個別供給ライン用分離部又は接続部として役立つ。
【００２５】
以下、本発明の実施例を図に基づいて詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図中、同一部品又は同一作用の部品には同じ符号が付けてある。
【００２７】
図１〜３から解るように、供給ライン案内装置は１つの前側固着要素２と、１つの滑り案内要素４と、２つの管状滑り棒６と、２つの滑り被筒８と、２つの後側コイルばね１０と、２つの後側突接リング１２と、突接リング１２を固定する２つの後側締付リング１４と、２つの前側突接リング１６と、２つの前側コイルばね１８を含む。滑り案内要素４の正面に緩衝要素２０が配置されている。前側コイルばね１８はやはり緩衝器として働く。
【００２８】
滑り棒６は各々管として構成され、正面側で、板状に構成される固着要素２に導入されている。固着要素２は、上側平坦面２２に複数のねじ穴を有し、ねじ穴は第１締付固定具２４を、特に様々な回転位置でも、固着するのに役立つ。第１締付固定具２４を図１に破線で略示している。滑り棒６はその前側末端で、固着要素２の管状貫通孔の中で締付け固定している。このため固着要素２の縁に溝を設けている。溝２６は半径方向で滑り棒６用貫通孔迄延びており、滑り棒６を締付けるべく、ねじによって狭められる。
【００２９】
滑り案内要素４は全体として一体に構成され、複数の穿孔２８を備えた底側固着フランジを有する。この固着フランジは産業用ロボット３２のロボットアーム３０に固着するのに役立つ（図４、図５参照）。
【００３０】
滑り案内要素４は滑り棒６毎に貫通孔を有し、該穴に滑り被筒８が押し込まれている。各滑り被筒８にやはり滑り棒６が挿通されている。後側領域で、後側コイルばね１０は各滑り棒６上を移動する。コイルばね１０の一方の末端は、各々滑り案内要素４で支えられる。コイルばねは、後側末端が後側突接リング１２で支えられ、該リング１２は締付リング１４により定置で固定されている。図中、リング１２、１４は分解立体図の態様で図示している。
【００３１】
前側コイルばね１８は、同様に一端が滑り案内要素４、他端が前側突接リング１６で支えられる。突接リング１２、１６の位置決めにより、コイルばね１０、１８の予荷重は調整可能である。
【００３２】
供給ライン案内装置全体を組付けるべく、滑り棒６を各滑り被筒８に挿通する。引き続き又は事前に、後側コイルばね１０および場合によっては前側コイルばね１８に滑り棒６を挿入する。両滑り棒６は、一方の末端で一緒に固着要素２内で締付けられ、更に後側突接リング１２および締付リング１４を備えている。
【００３３】
図１の実施形態では、前側領域で固着要素２の固着前になお前側コイルばね１８と前側突接リング１６を組付ける。
【００３４】
滑り棒６は滑り被筒８内で、低摩擦での案内のため、所要の隙間にて滑動案内される。固着要素２が長手又は矢印方向３４に変位すると、後側コイルばね１０が圧縮される。長手方向３４に加わる引張力が弱まると、固着要素２は再び後側の引き戻し位置に戻る。それ故、固着要素２は定置滑り案内要素４に対し長手方向３４で自由に移動可能である。
【００３５】
図１の実施例では、後退運動時固着要素２が前側突接リング１６に衝突し、前側コイルばね１８が圧縮され、戻り運動が緩衝され、固着要素２は滑り案内要素４に衝突しない。
【００３６】
図２の実施形態では、図１の実施形態とは異なり、前側コイルばねと前側突接リング１６を省いている。この場合、固着要素２を滑り案内要素４迄引き戻すことができ、これら両方の要素は両方の正面を向き合わせて移動する。その際激しい衝突が起こるのを避けるべく緩衝要素２０を設けており、該要素が固着要素２の衝突を緩和する。
【００３７】
図３の実施例では、図２の実施例とは異なり、前側領域で各滑り棒６に環状止め要素３６を設けている。この止め要素３６は戻り運動を限定する。止め要素３６も前側突接リング１６も、例えば図示しない締付リングによって様々な軸線方向位置で滑り棒６に固着し得る。後側突接リング１２および／又は前側突接リング１６の軸線方向位置を選択することで、コイルばね１０、１８の予荷重を調整できる。
【００３８】
以下、図４と図５を基に供給ライン案内装置の機能を詳しく説明する。両図に示す多軸産業用ロボット３２は、所謂ロボット軸４６を中心に相互に回転可能な複数のロボットアーム３０、４０を有する。特にこれは６つの回転自由度又は運動自由度を持つ６軸産業用ロボット３２である。図４と図５には幾つかの運動自由度のみを示している。
【００３９】
供給ライン案内装置が、滑り案内要素４でロボットアームの１つに固着されており、このロボットアームを以下では後側ロボットアーム３０とも呼ぶ。ホース束とも呼ぶ供給ライン３８は、後側ロボットアームの１ロボットアームの、ここには図示しないがアダプタ板として形成される分離部から供給ライン案内装置を介してロボットハンド４０又は前側ロボットアームへと案内されている。６軸産業用ロボットの場合、後側ロボットアーム３０は所謂Ｊ３平面に一致し、ロボットハンド４０は所謂Ｊ６平面に一致する。
【００４０】
供給ライン３８は分離部と並んで、供給ライン案内装置の第１締付固定具２４と、ロボットハンド４０の第２締付固定具４２とで保持されている。締付固定具２４、４２内で供給ライン３８が各々締付け固着されており、供給ラインは締付固定具２４、４２により滑動し得ない。このため両固定具２４、４２間での供給ライン３８の長さは一定である。
【００４１】
ロボットハンド４２が後側ロボットアーム３０に対し、例えば図５に示す状況から図４に示す状況へと相対的に動く際、供給ライン３８に引張力が加わる。供給ライン３８が第１締付固定具２４にしっかり固着されているので、固着要素２は長手方向３４で前方に、後側コイルばね１０の戻し力に抗して引っ張られる。引張力が弱まり、ロボットハンド４０が再び図５に示す位置に復帰するや、供給ライン３８は固着要素２を介して再び後側位置に戻される。
【００４２】
後側部分領域では供給ライン３８が弓形で、ここには図示しない分離部へと案内されている。この弓形が補償運動を可能とする。
【００４３】
供給ライン案内装置の個々の構成要素との望ましくない接触を避けるべく覆い４４を設けており、本実施例でこの覆いを、板状要素として滑り案内要素４上に取付けている。
【００４４】
伸縮フォークの態様に構成した、ここに述べた供給ライン案内装置では供給ライン３８が供給ライン案内装置の外側でそれに沿って案内され、第１締付固定具２４を介してのみ供給ライン案内装置と接触しており、この供給ライン案内装置によって、供給ライン３８の僅かな荷重において確実で信頼できる補償運動を達成している。同時に、この供給ライン案内装置は比較的単純でコンパクトな、従って極めて頑丈な構造を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】供給ライン案内装置の第１実施形態を斜視図で示す。
【図２】供給ライン案内装置の第２実施形態を斜視図で示す。
【図３】供給ライン案内装置の第３実施形態を斜視図で示す。
【図４】供給ライン案内装置を備えた産業用ロボットのごく簡略化した略図である。
【図５】供給ライン案内装置を備えた産業用ロボットのごく簡略化した略図である。
【符号の説明】
【００４６】
２  固着要素、４  滑り案内要素、６  滑り棒、８  滑り被筒、１０  後側コイルばね、１２  後側突接リング、１４  締付リング、１６  前側突接リング、１８  前側コイルばね、２０  緩衝要素、２２  上側平坦面、２４  第１締付固定具、２６  溝、２８  穿孔、３０  後側ロボットアーム、３２  産業用ロボット、３４  長手方向、３６  止め要素、３８  供給ライン、４０  ロボットハンド、４２  第２締付固定具、４４  覆い、４６  ロボット軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
2008528305.tif 000008
2008528305.tif 000009
2008528305.tif 000010
2008528305.tif 000011
2008528305.tif 000012
2008528305.tif 000013