(57)【要約】産業用ロボットのためのロボットアームであって、このロボットアームは、リスト・ハウジング１と；前記リスト・ハウジングに対して回転可能に接続されたリスト部２と；前記リスト部に対して回転可能に接続されたターンディスク３と；前記リスト部を駆動するための第一モータ５と；前記ターンディスクを駆動するための第二モータ６と；モータの回転を前記リスト部に伝達するための第一駆動ベルト７と；モータの回転を駆動プーリに伝達するための第二駆動ベルト８と；を備えている。
2006525130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業用ロボットのためのロボットアームであって、
リスト・ハウジング（１）と；
このリスト・ハウジングに対して回転可能に接続されたリスト部（２）と；
このリスト部に対して回転可能に接続されたターンディスク（３）と； 
前記リスト部を駆動するための第一モータ（５）と；
前記ターンディスクを駆動するための第二モータ（６）と；
モータの回転を前記リスト部に伝達するための第一駆動ベルト（７）と；
モータの回転を駆動プーリに伝達するための第二駆動ベルト（８）と；
を備えたロボットアームにおいて、
前記リスト・ハウジングは、プロセスケーブルを収容するための貫通ダクト（９）、及び、前記貫通ダクトを周囲から取り囲むモータ・スペース（２０）を有し、
前記第一及び第二モータは、前記モータ・スペースの中に配置されていること、
を特徴とするロボットアーム。
【請求項２】
下記特徴を有する請求項１に記載のロボットアーム：
前記第一モータの駆動シャフト（Ｄ）及び前記第二モータの駆動シャフト（Ｅ）は、前記リスト・ハウジングの中心軸（Ａ）に対して平行な平面内に配置されている。
【請求項３】
下記特徴を有する請求項１または２に記載のロボットアーム：
前記第一モータの駆動シャフト（Ｄ）及び前記第二モータの駆動シャフト（Ｅ）は、
互いに角度を成している。
【請求項４】
下記特徴を有する請求項１から３のいずれか１項に記載のロボットアーム：
前記第一モータの駆動シャフト（Ｄ）及び前記第二モータの駆動シャフト（Ｅ）は、
前記リスト・ハウジングの中心軸（Ａ）に対して垂直である。
【請求項５】
下記特徴を有する請求項１から４のいずれか１項に記載のロボットアーム：
前記駆動ベルトは、中間ギア（１２）を有している。
【請求項６】
下記特徴を有する請求項１から５のいずれか１項に記載のロボットアーム：
駆動ベルトを有し、この駆動ベルトは、少なくとも一つのギアホイール（１１）を有している。
【請求項７】
下記特徴を有する請求項１から６のいずれか１項に記載のロボットアーム：
駆動ベルトを有し、この駆動ベルトは、中間ホイール（１３）を有している。
【請求項８】
下記特徴を有する請求項１から７のいずれか１項に記載のロボットアーム：
駆動ベルトを有し、この駆動ベルトは、コンパクトなホイール（１４）及びはめ歯付ベルト（１５）を有している。
【請求項９】
産業用ロボットのためのロボットアームの製造方法であって、
前記ロボットアームは、
リスト・ハウジング（１）と；
このリスト・ハウジングに対して回転可能に接続されたリスト部（２）と；
このリスト部に対して回転可能に接続されたターンディスク（３）と；
前記リスト部を駆動するための第一モータ（５）と；
前記ターンディスクを駆動するための第二モータ（６）と；
モータの回転を前記リスト部に伝達するための第一駆動ベルト（７）と；
モータの回転を前記駆動プーリに伝達するための第二駆動ベルト（８）と；
を有しており、
当該製造方法は下記特徴を有している：
貫通ダクト（９）が、プロセスケーブルを収容するために、前記リスト・ハウジングの中に配置され、
且つ、モータ・スペース（２０）が、この貫通ダクトの周りを取り囲むように配置され、
前記第一及び第二モータが前記モータ・スペースの中に配置されること、
を特徴とするロボットアームの製造方法。
【請求項１０】
下記特徴を有する請求項９に記載の方法：
前記第一モータの駆動シャフト（Ｄ）及び前記第二モータの駆動シャフト（Ｅ）は、平行な平面内に配置される。
【請求項１１】
下記特徴を有する請求項９または１０に記載の方法：
前記第一モータの駆動シャフト（Ｄ）及び前記第二モータの駆動シャフト（Ｅ）は、前記リスト・ハウジングの中心軸に対して角度が調整されて配置される。
【請求項１２】
下記特徴を有する請求項９から１１のいずれか１項に記載の方法：
前記第一モータの駆動シャフト（Ｄ）及び前記第二モータの駆動シャフト（Ｅ）は、前記リスト・ハウジングの中心軸（Ａ）に対して垂直に配置される。
【請求項１３】
請求項１から８のいずれか１項に記載のロボットアームを有していることを特徴とする産業用ロボット。
【請求項１４】
溶接プロセスのための、請求項１から８のいずれか１項に記載のロボットアームを有する産業用ロボットの使用、または、請求項９から１３のいずれか１項に記載の方法の使用。
【請求項１５】
機械加工プロセスのための、請求項１から８のいずれか１項に記載のロボットアームを有する産業用ロボットの使用、または、請求項９から１３のいずれか１項に記載の方法の使用。
【請求項１６】
鋳造プロセスのための、請求項１から８のいずれか１項に記載のロボットアームを有する産業用ロボットの使用、または、請求項９から１３のいずれか１項に記載の方法の使用。
【請求項１７】
選別プロセスのための、請求項１から８のいずれか１項に記載のロボットアームを有する産業用ロボットの使用、または、請求項９から１３のいずれか１項に記載の方法の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ロボットに係る。本発明は特に、そのような産業用ロボットのロボットアームに係る。このロボットアームは、リスト・ハウジング、リスト部及びターンディスクを備えている。ターンディスクは、リスト部の中心軸に対して回転可能である。リスト部及びターンディスクの回転運動は、ロボットアームの中に設けられた駆動ユニットによって駆動される。特に、本発明は、リスト部を支持するリスト・ハウジングに係る。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットは、例えば、スタンド、ロボットアーム、アーム・ハウジング、リスト部及びターンディスクなどのロボット部品を相互に接続することにより構成される。隣接する二つのロボット部品は、回転軸の回りで相対的に回転可能なように、あるいは、相対的に直線方向に移動可能なように、互いに接続される。
【０００３】
先行技術に基づく産業用ロボットの実施形態は、固定脚を有し、この固定脚はベースに取り付けられている。固定脚は、スタンドを支持し、スタンドは、第一軸の回りで固定脚に対して回転可能に配置されている。スタンドは、第一ロボットアームを支持している。第一ロボットアームは、第二軸の回りでスタンドに対して回転可能である。第一ロボットアームは、アーム・ハウジングを支持している。アーム・ハウジングは、第三軸の回りで第一ロボットアームに対して回転可能である。アーム・ハウジングは、第二ロボットアームを支持している。
【０００４】
第二ロボットアームは、第四軸の回りでアーム・ハウジングに対して回転可能ある。第四軸は、第二ロボットアームの長手方向の軸に一致している。第二ロボットアームは、リスト・ハウジングを有している。リスト・ハウジングは、リスト部を支持している。リスト部は、第五軸の回りでリスト・ハウジングに対して回転可能である。リスト部はターンディスクを支持し、このターンディスクを、第六軸の回りで回転可能に配置されている。ターンディスクは、ツールホルダを有している。ツールホルダは、ツールを取り付けるように構成されている。
【０００５】
リスト・ハウジングは、二つの駆動ユニットを備え、それらにより、リスト・ハウジングの寸法が実質的に決定される。リスト・ハウジングは、その長さと回転半径により決定される。リスト・ハウジングの長さという用語は、リスト・ハウジングの中心軸に対して平行な長手方向の寸法を意味している。リスト・ハウジングの回転半径という用語は、リスト・ハウジングの中心軸に対して垂直な寸法を意味している。ロボットが、全ての物理的位置について移動することが可能なスペースは、動作スペースと呼ばれる。
【０００６】
リスト・ハウジングの駆動ユニットは、電動モータを備えている。モータと駆動ユニットとの間にある伝達手段は、駆動ベルトと呼ばれる。かくして、駆動ベルトは、ギア、及びチェーンまたは駆動ベルト備え、それらは、モータの回転を各回転軸の回りの所望の回転に伝達する。リスト部の回転運動をもたらすためのモータ及びターンディスクを、前記ロボットアームの内側または前記リスト・ハウジングの中に配置することは、既に知られたデザインである。
【０００７】
産業用ロボットのアームは、狭い経路の中を通り、狭いスペースの中で動作しなければならない。リスト・ハウジングが長くなり及び厚くなるに伴い、そのアクセス性能が悪くなる。このため、リスト・ハウジングの長さ及び回転半径を制限することが好ましい。スペース内でのリスト・ハウジングの寸法を制限するために、リスト部の運動をもたらすモータが、しばしば、ロボットアームの反対側の端部に取り付けられる。
【０００８】
これらのモータは、電気配線を介して供給される電流によって駆動され、信号配線からの信号により制御される。これらの配線は、しばしば、ロボットアームの内側に配置される。ツール及びツールのための特定な機能は、プロセスケーブルを介して駆動され且つ制御される。このプロセスケーブルは、電力及び信号のためのケーブル類、流体及びガスのための配管類を備え、そして時折、可撓性のある空の保護ケーシングを備えている。この保護ケーシングは、配管及びケーブルの一またはそれ以上を通すために設けられる。プロセスケーブルは、例えば電気、水及び空気などのプロセスメディアを、ツールに移送する。プロセスケーブルは、スペースを取り且つ硬いので、しばしば、ロボットの外側に配置される。
【０００９】
ロボットの外側に配置されたプロセスケーブルは、簡単に、衝撃や過度の曲げに曝されやすい。そのような損傷を避けるため、望ましくは、プロセスケーブルはロボットの内側に配置される。このようにして、ケーブル類は、何にもまして、圧縮に起因する損傷に対して保護される。このようにして、ケーブル類は、破壊を引き起こす危険のある過度の捩りからも保護される。同時に、ルーズなケーブルが、動作スペースを侵食することが防止される。そのようなケーブルは、狭いスペースの中にアクセスして、作業を行うことを困難にする。
【００１０】
モータ及びギアをリスト・ハウジングの中心部に配置することは、既に知られている。モータ及びギアは、プロセスケーブルを内側に配置することを不可能にするように配置される。
【００１１】
WO 97/47441 には、モータを備えたロボットアームを有する産業用ロボットが記載されている。この記事から、モータをリスト・ハウジングの中に配置することについては、既に知られている。その目的は、リスト部を制御するモータへのモータ配線のタイトなケーブル配線を実現することにある。しかしながら、この記事は、モータ配線のことだけしか扱っていない。それに加えて、モータが、リスト・ハウジングの中心部に配置されている。
【００１２】
WO 01/39933 には、中空のロボットアームを有する産業用ロボットが記載されている。このロボットアームは、その長手方向の軸の回りで回転可能である。この記事から、プロセスケーブルを内側に配置することについては、既に知られている。その目的は、基本的には、駆動プーリへのケーブル配線をコントロールするにある。しかしながら、この記事には、リスト部のための駆動モータ及び駆動プーリをどのように配置するかについては記載されていない。
【００１３】
EP 1128937 には、中空のロボットアームを有する産業用ロボットが更に記載されている。この記事から、ロボットアームの内側に配線を配置することについては、既に知られている。この記事は、前記配線をコントロールするためのコントロール・デバイスに関係している。その目的は、ロボットアームの内側に配線を配置することによって、配線を保護することにある。しかしながら、この記事は、ロボットアームの内側に配線を配置することだけしか扱っていない。
【００１４】
このように、産業界において、駆動ユニットを備えたコンパクトなリスト・ハウジングを有し、且つ、小さなスペースの中で作業を行うことが可能な産業用ロボットの使用を可能にすることが要望されている。
【００１５】
更に、産業界において、長い稼動寿命を有し、且つ動作スペースを侵食することがないプロセスケーブルの使用を可能にすることが要望されている。
【特許文献１】国際出願第 WO 97/47441号パンフレット
【特許文献２】国際出願第 WO 01/39933号パンフレット
【特許文献３】欧州特許出願公開第 EP 1128937 号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、駆動ユニットを備えたロボットアームを有し、且つ、ロボットアームの内側にプロセスケーブルを配置することが可能な産業用ロボットを提供することにある。更に本発明の目的は、シンプルで且つコスト効果に優れ、且つ、サービスの際に、取付、到達あるいは交換が容易なリスト・ハウジングを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明によれば、これらの目的は、請求項１の特徴部分に記載された特徴を備えたロボットアームにより、及び、請求項９の特徴部分の記載された特徴を備えた方法により、及び、請求項１３の特徴部分の記載された特徴を備えた産業用ロボットにより、実現される。
【００１８】
モータをリスト・ハウジングの中に、リスト・ハウジングの中心軸から偏心させて配置することにより、プロセスケーブルを収容するための貫通ダクトがその中に配置されるスペースが形成される。このようにして、リスト・ハウジングは、チャネルの周りを取り囲む貫通ダクト及びモータ・スペースを有し、その中にモータが配置される。
【００１９】
リスト・ハウジングは、第一軸の回り（リスト・ハウジングの中心軸）で回転可能であり、この第一軸は、第二ロボットアームの長手方向の軸に一致し、且つ先に述べた第四ロボット軸と同一である。リスト・ハウジングは、第二軸の回りで回転可能であり、この第二軸は、先に述べた第五ロボット軸に一致する。ターンディスク及び従ってツールホルダは、第三軸の回りで回転可能であり、この第三軸は、先に述べた第六ロボット軸と同一である。
【００２０】
リスト・ハウジングは更に、第一モータ及び第一駆動ベルトを備え、それらは、リスト部の前記第二軸回りの回転をもたらすように構成されている。リスト・ハウジングはまた、第二モータ及び第二駆動ベルトを備え、それらは、ターンディスクの第三軸の回りの回転をもたらすように構成されている。リスト・ハウジング内の第一モータは、リスト・ハウジングの中心から間隔を開けて配置されている。第一モータの駆動シャフトは、ロボットアームの長手方向の軸に対して交差している。
【００２１】
また、第二モータは、リスト・ハウジングの中心から間隔を開けて、リスト・ハウジングの中に配置される。第二モータの駆動シャフトは、ロボットアームの長手方向の軸と交差している。リスト・ハウジングの中で、連続している貫通ダクトは、モータの間に配置される。貫通ダクトは、ロボットアームの中心軸にほぼ沿って配置される。前記貫通ダクトは、プロセスケーブルを収容するように構成されている。下記のようにロボットアームを配置することにより、プロセスケーブルを中心に配置することが可能になる。
【００２２】
一つの好ましい実施形態において、前記第一モータの駆動シャフト及び前記第二モータの駆動シャフトは、リスト・ハウジングの中心軸に対して平行な平面内に配置される。
【００２３】
他の好ましい実施形態において、前記第一モータの駆動シャフト及び前記第二モータの駆動シャフトは、互いに角度をなして配置される。
【００２４】
更なる好ましい実施形態において、前記第一モータの駆動シャフト及び前記第二モータの駆動シャフトは、リスト・ハウジングの長手方向の軸に対して垂直に配置される。
【００２５】
本発明の更なる好ましい実施形態において、直線ギアが使用され、この実施形態は、本発明に基づくリスト・ハウジングの中にモータを配置することを可能にする。直線ギアと言う用語は、円筒状のギアホイール及び平行なシャフトを備えたギアを意味している。直線ギアは、取り付けが容易で、経済的なデザインを可能にする。それに加えて、ロボットアームのサイズ及び重量も削減される。
【００２６】
更に他の実施形態において、プロセスケーブルは、ターンディスクの中心を通って、ツールに到るように構成される。本発明のこの実施形態の優位性は、プロセスケーブルが、第二軸の回転の中心を通るように構成されることである。プロセスケーブルが回転の中心を通るように配置することによって、ケーブルの破壊の危険が減少する。もし、プロセスケーブルが回転の中心を通るように配置されていなければ、ロボットアームを一つの方向に曲げたときに、配線が引き伸ばされ、他の方向に曲げたときに、配線が圧縮されることになる。
【００２７】
本発明の一つの優位性は、コンパクトなリスト・ハウジングが得られることである。コンパクトなリスト・ハウジングは、小さく且つ狭い作業スペース内へのロボットアームのアクセスを容易にし、それと同時に、配線が動作スペースを物理的に侵食することを防止する。このように、リスト・ハウジングの寸法が小さくなるように、リスト・ハウジング内にモータを配置することは重要である。
【００２８】
好ましい実施形態によれば、モータは、貫通ダクトの二つのサイド上で、共通の平面内に配置される。この実施形態によれば、リスト・ハウジングの長さが短くなる。リスト・ハウジングの回転半径は、二つのモータの位置によって制約される。本発明に基づいてデザインされたリスト・ハウジングでは、このことは、物理的に大きな寸法、しかし、減少した動作スペースに帰着する。
【００２９】
他の好ましい実施形態によれば、モータは、貫通ダクトの同じサイド上で、共通の平面内に配置される。明らかに、この実施形態は、より大きなリスト・ハウジングに帰着するが、しかし、リスト・ハウジングが、狭い経路の中で動作するように最適化されることを可能にする。
【００３０】
本発明によるリスト・ハウジングのメカニクスは、長い稼動寿命及び良好な可動性を実現する目的のために構成されている。リスト・ハウジングの中のスペースは限定されており、それに加えて、そこに設けられるモータは、スペースを取る。モータ及びギアは、内側に配置されたプロセスケーブルを収容するように、リスト・ハウジング内に配置される。
【００３１】
本発明に基づくロボットアームを備えた産業用ロボットは、内側に配置されたプロセスケーブルを有しているので、そのようなロボットは、明瞭な輪郭を有し、その結果、図式的に規定することが容易である。バーチャルなコンピュータ環境における、そのような産業用ロボットの効果的なシミュレーションは、プロセスケーブルを外部に備えたロボットアームを有する産業用ロボットと比べて、容易に実施することができる。このことは、例えば、産業用ロボットの動作の段階を視覚化するために、あるいは、産業用ロボットを制御する際に、利用される。
【００３２】
本発明の更に好ましい展開は、以下の記載及び各請求項から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
次に、本発明について、添付図面を用いて実施形態を説明することにより、より詳細に説明する。
【００３４】
以下の説明は、方法及び装置の双方に関係している。
【００３５】
図１に、先に述べたタイプの産業用ロボットの第二ロボットアームの外側の部分の斜視図（その全体は示されていない）を示す。第二ロボットアームの外側の部分は、リスト・ハウジング１を有している。このリスト・ハウジングは、リスト部２及びターンディスク３を支持している。リスト・ハウジング１は、二つのフォーク要素４ａ，４ｂを備えたフォークを有している。リスト部２は、二つの突出部（lugs）を備えたシース部分２ａを有している。リスト部は、前記突出部を備えたリスト・ハウジング１に、前記フォーク要素を介して、接続されている。
【００３６】
リスト・ハウジングは更に、第一モータ５及び第一駆動ベルト７を有する第一の駆動ユニットを備え、この第一駆動ベルト７は、第一のギア手段７ａ，７ｂ及び第一トルク伝達部材７ｃを備えている。リスト・ハウジングはまた、第二モータ６及び第二駆動ベルト８を有する第二の駆動ユニットを備え、この第二駆動ベルト８は、第二のギア手段８ａ，８ｂ及び第二のトルク伝達部材８ｃを備えている。
【００３７】
それに加えて、リスト・ハウジングは、スペース（貫通ダクト９）を有している。前記貫通ダクトは、配線を収容するように意図されている。貫通ダクト９の周りを取り囲むように、モータ・スペース２０が設けられ、その中に、モータが配置される。
【００３８】
リスト・ハウジングは、第一軸Ａ（リスト・ハウジングの中心軸）の回りで、アーム・ハウジング（図示せず）に対して回転可能である。この第一軸Ａは、第二ロボットアームの長手方向の軸に一致し、従って、先に述べた第四ロボット軸と同一である。リスト部は、第二軸Ｂの回りで、リスト・ハウジングに対して回転するように構成されている。この第二軸Ｂは、先に述べた第五ロボット軸と同一である。
【００３９】
第二軸Ｂは、第一軸Ａに対して直角方向に向いている。第二軸Ｂの回りでのリスト部の回転によって、リスト・ハウジングに対する回転、従って、第一軸Ａに対する回転が実現される。ターンディスク３は、第三軸Ｃの回りで、リスト部に対して回転するように構成されている。この第三軸Ｃは、先に述べた第六ロボット軸と同一である。
【００４０】
第三軸Ｃは、図１の中で、第一軸Ａに一致するように描かれている。しかしながら、これは、リスト部が第二軸の回りで回転するとき、第三軸Ｃが取る様々なポジションの内の一つに過ぎないことを理解すべきである。第三軸の回りでのターンディスクの回転により、リスト部に対するターンディスクの回転、及びリスト・ハウジングに対するターンディスクの回転の双方が実現される。第三軸は、好ましくは、第一軸に対して垂直である。更に、ターンディスクは、好ましくは、第三軸の回りで両方の方向に１回転またはそれ以上、回転可能なように配置される。
【００４１】
二つのフォーク要素４ａ，４ｂは、リスト・ハウジングの中に固定されて取り付けられる。リスト部２は、リスト・ハウジング内で、二つのフォーク要素４ａ，４ｂの間に取り付けられ、各フォーク要素の中で回転可能に支持されている。リスト・ハウジングは、プライマリ側及びスレーブ側を有している。この図において、プライマリ側は、この図を見る人に対して反対方向を向いており、スレーブ側は、この図を見る人の方向に向いている。リスト部は、第一モータ５から、第一のギア手段７ａ，７ｂを介して、リスト・ハウジングの第一トルク伝達部材７ｃへ伝達されるトルクによって回転する。
【００４２】
第一のギア手段は、リスト・ハウジングのプライマリ側に配置される。ターンディスクは、ツールホルダへのツールの取り付けに適合するように構成されている。このようして、ツールホルダは、第二モータ６から第二のギア手段８ａ，８ｂを介してリスト・ハウジングの第二トルク伝達部材８ｃへ伝達されるトルクによって、異なる位置の間で回転可能である。第二のギア手段は、リスト・ハウジングのスレーブ側に配置される。
【００４３】
トルク伝達部材は、当該技術分野の中で既に知られている方法により配置される。モータは、例えばこのケースでは、通常のコンパクトなサーボモータが選択される。第一のギア手段は、このケースでは、歯付きのギアである。また、第二のギア手段は、このケースでは歯付きのギアである。
【００４４】
図１に示されているリスト・ハウジングの端部は、リスト・ハウジングの反対側にあって、ロボットアームに取り付けるように意図されており、二つのサイドとしてリスト・ハウジングのプライマリ側及びスレーブ側を備えた矩形を形成している。上記のプライマリ側及びスレーブ側は、前記矩形の他の二つのサイドに相互接続される。これらの二つのサイドを、ここでは第一及び第二のサイドと呼ぶ。
【００４５】
第一モータは、リスト部に対して反対側のリスト・ハウジングの端部に配置される。
【００４６】
第一モータは、リスト・ハウジングの中心から間隔を開けて、前記矩形の第一のサイドの方に、モータの駆動シャフトＤを第一軸Ａに対して直角にして、配置されている。また、第二モータは、リスト・ハウジングの中心から間隔を開けて、前記矩形の第二のサイドの方に、モータの駆動シャフトＥをリスト・ハウジングを貫通する第一軸Ａに対して直角にして、配置されている。
【００４７】
長く且つ幅が狭いモータが使用される。駆動シャフトがロボットアームの回転軸に交差するようにモータを配置することが可能であり、且つそれと同時に、そのモータの全体がリスト・ハウジングの中に収まる程度に短いコンパクトなモータが、使用される。モータ及びギアの先に述べた位置によって、中心部のスペースが、モータ及びギアから自由になる。前記スペースは、リスト・ハウジングを貫通する第一軸Ａに沿って、リスト・ハウジングの全体を貫通して伸びる。
【００４８】
貫通ダクト９は、前記スペースの中に配置されている。この貫通ダクトは、プロセスケーブルを収容するように構成されている。リスト・ハウジングは更に、前記配線の挿入及び通過を可能にするように構成された中心開口を有している。リスト部は更に、ターンディスクに到るまでの前記配線の導入及び通過を可能にするように構成された少なくとも一つの開口を有している。リスト部に、二つの突出部が設けられているので、前記配線は、最小の張力で、第三軸の中を通る。
【００４９】
この例において、第一モータと第二モータは、中央に配置される配線（このケースでは、プロセスケーブル）のために設けられたスペースの周りに、対称的に配置されている。一つの優位性は、そのようなリスト・ハウジングは、ロボットアームのサービスのために、アクセスが容易であることである。リスト・ハウジングが配線、駆動モータ及びギア手段を備えていると言う事実はまた、ロボットアームのこの外側の部分を、組立ての際にギア手段の複雑な調整を行うこと無しに、その全体として簡単に取り外して新しい物と交換することができることを意味している。
【００５０】
本発明一つの実施形態によれば、第一の駆動ユニットのモータは、図１に示されたやり方法で、即ちその駆動シャフトを第一軸に対して垂直にして、リスト・ハウジングの中に配置される。モータの駆動シャフトから、リスト部の回転可能なトルク伝達部材へのトルクの伝達は、第一のギア手段を介して行われる。第一のギア手段は、リスト・ハウジングのプライマリ側に配置される。第一モータの駆動シャフトは、第一のギア手段のためのギアホイールを、直線ギアで、直接駆動するように構成されている。
【００５１】
ギア機構は、捩り方向の力を伝達するために、使用される。直線シャフトを用いることにより、先行技術に基づく異なるソリューションと比べて、ロボットアームのサイズ及び重量が削減される。先行技術では、モータからのトルク伝達は、ベベルホイールを用いて行われていた。直線ギアは、容易に取り付けることができる。それに加えて、直線ギアを用いることにより、ベベルギア（傘歯車）の対を用いる場合と比べて、高い精度が実現される。第二モータは、第二のギア手段を介して、ターンディスクを駆動する。第二のギア手段は、リスト・ハウジングのスレーブ側に配置される。
【００５２】
図２は、第二ロボットアームの外側の部分の本発明に基づく実施形態の斜視図を示しており、この第二ロボットアームは、リスト部を支持するリスト・ハウジングを備えている。この図は、ギアホイール１１または中間ギア１２のいずれかを有する駆動ベルトを示している。
【００５３】
図３は、先の図２の中に示されたリスト・ハウジングの斜視図を示しており、このリスト・ハウジングは、反対側から見たリスト部を支持している。ここに示された駆動ベルトは、ギアホイール１１または中間ギア１２のいずれかを有している。
【００５４】
図４は、第二ロボットアームの外側の部分の本発明に基づく実施形態の斜視図を示しており、この第二ロボットアームは、リスト部を支持するリスト・ハウジングを備えている。ここに示された駆動ベルトは、コンパクトなギア１４及びはめ歯付ベルト（cog belt）（ポジティブ駆動ベルトとも呼ばれる）を有している。
【００５５】
図１，２，３及び４に示された第一ロボットアームの外側の部分は、本発明の好ましい実施形態によるリスト・ハウジングを有している。このリスト・ハウジングは、例えば、産業用ロボットに接続されるように構成されて。本発明によるロボットアームを備えた産業用ロボットは、６軸の産業用ロボットのみに限定されず、例えば、デカルト座標系の、人間型の、極座標系の若しくは円筒状のロボット、または、オーバーヘッド走行クレーン型のロボットなどの、他のタイプの産業用ロボットにおいても使用されるように意図されている。
【００５６】
また、他の点において、ここに示された実施形態は、本発明の非限定的な例と考えるべきであり、添付した特許請求の範囲内で、自由に変更することが可能である。かくして、カスタマー・インタフェース及びリスト部のサスペンション及びターンディスクに対する異なるソリューションが可能である。リスト部及びターンディスクの駆動を手配りし、それと同時に、その寸法を削減する、様々な詳細なソリューションを選択することが可能である。
【００５７】
例えば、リスト・ハウジングの形状は、産業用ロボットの用途に対して独立に構成することができる。
【００５８】
既知のまたは将来の技術に基づく、あらゆる種類のトルク伝達部材を、本発明と結合させて使用することができる。ギアのギア比もまた、変更することができる。また、ツールホルダを省略することもできる。その場合には、第一モータが、例えばドリルなどのツールを直接駆動する。
【００５９】
更に、本発明に基づくロボットアームを有する産業用ロボットは、当然に、より大きい数の、あるいは、より小さい数の、同時に動作するロボットアームを備えることができ、また、以上において記載したものと異なる形状を有することもできる。
【００６０】
更なる実施形態において、コンパクトギアが使用され、それらは、はめ歯付ベルトを介して、モータから直接駆動される。これによって、重量が削減されるが、好ましい実施形態と比べて、いくらか大きい寸法を有するデザインのリスト・ハウジングをもたらす。
【００６１】
更に他の実施形態において、リスト部は、ターンディスクに到る前記配線の導入及び通過を可能にするように構成された中心開口を有している。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一つの実施形態の斜視図である。
【図２】本発明に基づく他の実施形態の斜視図である。
【図３】図２に示された本発明に基づく実施形態の斜視図であって、反対側から見た図である。
【図４】本発明に基づく他の実施形態の斜視図である。
【図１】
2006525130.tif 000003
【図２】
2006525130.tif 000004
【図３】
2006525130.tif 000005
【図４】
2006525130.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成17年6月23日(2005.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業用ロボットのためのロボットアームであって、
リスト・ハウジング（１）と；
このリスト・ハウジングに対して回転可能に接続されたリスト部（２）と；
このリスト部に対して回転可能に接続されたターンディスク（３）と；
前記リスト部を駆動するための第一モータ（５）と；
前記ターンディスクを駆動するための第二モータ（６）と；
モータの回転を前記リスト部に伝達するための第一駆動ライン（７）と；
モータの回転を駆動プーリに伝達するための第二駆動ライン（８）と；
を備えたロボットアームにおいて、
前記リスト・ハウジングは、プロセスケーブルを収容するための貫通ダクト（９）、及び、前記貫通ダクトを周囲から取り囲むモータ・スペース（２０）を有し、
前記第一及び第二モータは、前記モータ・スペースの中に配置されており、
前記第一モータの駆動シャフト（Ｄ）及び前記第二モータの駆動シャフト（Ｅ）が、前記リスト・ハウジングの中心から間隔を開けて配置され、それによって、前記二つのモータの間にスペースが形成され、且つ前記貫通ダクトがこのスペースの中に配置されるように、前記第一モータ及び前記第二モータが前記モータ・スペースの中に配置されていること、
を特徴とするロボットアーム。
【請求項２】
下記特徴を有する請求項１に記載のロボットアーム：
前記第一モータの駆動シャフト（Ｄ）及び前記第二モータの駆動シャフト（Ｅ）は、前記リスト・ハウジングの中心軸（Ａ）に対して平行な平面内に配置されている。
【請求項３】
下記特徴を有する請求項１または２に記載のロボットアーム：
前記第一モータの駆動シャフト（Ｄ）及び前記第二モータの駆動シャフト（Ｅ）は、
前記リスト・ハウジングの中心軸（Ａ）に対して角度を成している。
【請求項４】
下記特徴を有する請求項１から３のいずれか１項に記載のロボットアーム：
前記第一モータの駆動シャフト（Ｄ）及び前記第二モータの駆動シャフト（Ｅ）は、
前記リスト・ハウジングの中心軸（Ａ）に対して垂直である。
【請求項５】
下記特徴を有する請求項１から４のいずれか１項に記載のロボットアーム：
前記第一駆動ライン及び前記第二駆動ラインはそれぞれ、中間ギア（１２）を有している。
【請求項６】
下記特徴を有する請求項１から５のいずれか１項に記載のロボットアーム：
駆動ラインを有し、この駆動ラインは、少なくとも一つのギアホイール（１１）を有している。
【請求項７】
下記特徴を有する請求項１から６のいずれか１項に記載のロボットアーム：
駆動ラインを有し、この駆動ラインは、中間ホイール（１３）を有している。
【請求項８】
下記特徴を有する請求項１から７のいずれか１項に記載のロボットアーム：
駆動ラインを有し、この駆動ラインは、コンパクトなホイール（１４）及びはめ歯付ベルト（１５）を有している。
【請求項９】
産業用ロボットのためのロボットアームの製造方法であって、
前記ロボットアームは、
リスト・ハウジング（１）と；
このリスト・ハウジングに対して回転可能に接続されたリスト部（２）と；
このリスト部に対して回転可能に接続されたターンディスク（３）と；
前記リスト部を駆動するための第一モータ（５）と；
前記ターンディスクを駆動するための第二モータ（６）と；
モータの回転を前記リスト部に伝達するための第一駆動ライン（７）と；
モータの回転を前記駆動プーリに伝達するための第二駆動ライン（８）と；
を有しており、
当該製造方法は下記特徴を有している：
貫通ダクト（９）が、プロセスケーブルを収容するために、前記リスト・ハウジングの中に配置され、
且つ、モータ・スペース（２０）が、この貫通ダクトの回りを取り囲むように配置され、
前記第一及び第二モータが前記モータ・スペースの中に配置され、
その際、前記第一モータの駆動シャフト（Ｄ）及び前記第二モータの駆動シャフト（Ｅ）が、前記リスト・ハウジングの中心から間隔を開けて配置され、それによって、前記二つのモータの間にスペースが形成れ、且つ前記貫通ダクトがこのスペースの中に配置されるように、前記第一モータ及び前記第二モータが前記モータ・スペースの中に配置されること、
を特徴とするロボットアームの製造方法。
【請求項１０】
下記特徴を有する請求項９に記載の方法：
前記第一モータの駆動シャフト（Ｄ）及び前記第二モータの駆動シャフト（Ｅ）は、平行な平面内に配置される。
【請求項１１】
下記特徴を有する請求項９または１０に記載の方法：
前記第一モータの駆動シャフト（Ｄ）及び前記第二モータの駆動シャフト（Ｅ）は、前記リスト・ハウジングの中心軸に対して角度が調整されて配置される。
【請求項１２】
下記特徴を有する請求項９から１１のいずれか１項に記載の方法：
前記第一モータの駆動シャフト（Ｄ）及び前記第二モータの駆動シャフト（Ｅ）は、前記リスト・ハウジングの中心軸（Ａ）に対して垂直に配置される。
【請求項１３】
請求項１から８のいずれか１項に記載のロボットアームを有していることを特徴とする産業用ロボット。
【請求項１４】
溶接プロセスのための、請求項１から８のいずれか１項に記載のロボットアームを有する産業用ロボットの使用、または、請求項９から１２のいずれか１項に記載の方法の使用。
【請求項１５】
機械加工プロセスのための、請求項１から８のいずれか１項に記載のロボットアームを有する産業用ロボットの使用、または、請求項９から１２のいずれか１項に記載の方法の使用。
【請求項１６】
鋳造プロセスのための、請求項１から８のいずれか１項に記載のロボットアームを有する産業用ロボットの使用、または、請求項９から１２のいずれか１項に記載の方法の使用。
【請求項１７】
選別プロセスのための、請求項１から８のいずれか１項に記載のロボットアームを有する産業用ロボットの使用、または、請求項９から１２のいずれか１項に記載の方法の使用。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
リスト・ハウジングの駆動ユニットは、電動モータを備えている。モータと駆動ユニットとの間にある伝達手段は、駆動ラインと呼ばれる。かくして、駆動ラインは、ギア、及びチェーンまたは駆動ベルト備え、それらは、モータの回転を各回転軸の回りの所望の回転に伝達する。リスト部の回転運動をもたらすためのモータ及びターンディスクを、前記ロボットアームの内側または前記リスト・ハウジングの中に配置することは、既に知られたデザインである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
リスト・ハウジングは更に、第一モータ及び第一駆動ラインを備え、それらは、リスト部の前記第二軸回りの回転をもたらすように構成されている。リスト・ハウジングはまた、第二モータ及び第二駆動ラインを備え、それらは、ターンディスクの第三軸の回りの回転をもたらすように構成されている。リスト・ハウジング内の第一モータは、リスト・ハウジングの中心から間隔を開けて配置されている。第一モータの駆動シャフトは、ロボットアームの長手方向の軸に対して交差している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
リスト・ハウジングは更に、第一モータ５及び第一駆動ライン７を有する第一の駆動ユニットを備え、この第一駆動ライン７は、第一のギア手段７ａ，７ｂ及び第一トルク伝達部材７ｃを備えている。リスト・ハウジングはまた、第二モータ６及び第二駆動ライン８を有する第二の駆動ユニットを備え、この第二駆動ライン８は、第二のギア手段８ａ，８ｂ及び第二のトルク伝達部材８ｃ備えている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
図２は、第二ロボットアームの外側の部分の本発明に基づく実施形態の斜視図を示しており、この第二ロボットアームは、リスト部を支持するリスト・ハウジングを備えている。この図は、ギアホイール１１または中間ギア１２のいずれかを有する駆動ラインを示している。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
図３は、先の図２の中に示されたリスト・ハウジングの斜視図を示しており、このリスト・ハウジングは、反対側から見たリスト部を支持している。ここに示された駆動ラインは、ギアホイール１１または中間ギア１２のいずれかを有している。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
図４は、第二ロボットアームの外側の部分の本発明に基づく実施形態の斜視図を示しており、この第二ロボットアームは、リスト部を支持するリスト・ハウジングを備えている。ここに示された駆動ラインは、コンパクトなギア１４及びはめ歯付ベルト（cogged belt）（ポジティブ駆動ベルトとも呼ばれる）を有している。
【国際調査報告】
2006525130.tif 000007
2006525130.tif 000008
2006525130.tif 000009