用于紧固到工业机器人臂的供应软管和/或供电管线的紧固设备的制作方法

本发明涉及用于紧固到工业机器人臂的供应软管和/或供电管线的紧固设备。

背景技术：

工业机器人臂用于工业制造并且需要为其操作提供电力、介质和/或数据。为此，通常相应的软管和/或控制电缆和电力电缆从中央供应单元引导到工业机器人臂。这些电缆和软管，例如空气软管，沿机器人臂单独或捆扎引导在柔性供应软管中。

通常，供应软管和/或供电管线用管夹紧固到机器人臂上。然而，安装和拆卸管夹是耗时的，并且在这样做时可能容易发生对机器人臂的损坏。此外，由于固定安装，管夹代表可能干扰和/或限制机器人臂操作的干扰轮廓。

众所周知，在刚性套筒(例如由塑料材料制成)内沿机器人臂引导供应软管和/或供电管线，和/或通过单独布置的附加臂将供应软管和/或管线保持在所需位置。然而，在这两种情况下，机器人臂的工作范围受到限制，碰撞的风险增加。

尽管供应软管和供电管线原则上也可以在机器人臂内引导，但这使得维护和漏洞识别更加困难。此外，如果工业机器人必须适应不同的应用和/或要提供的不同工具，则需要昂贵的转换。特别是在使用非常小的机器人时，由于空间不足，不可能在非常小的机器人臂内引导供应软管或供电管线。

此外，特别是非常小的机器人在许多不同的应用中使用，每次都必须以昂贵的方式为新的应用重新配备供应软管和/或供电管线。

技术实现要素：

本发明的目的是改进现有技术。

该目的通过紧固到工业机器人臂的至少一根供应软管和/或至少一根供电管线的紧固设备来实现，，所述紧固设备具有保持架、用于供应软管和/或供电管线的可分配保持单元，以及可锁定的张紧元件，其中保持架布置在可锁定的张紧元件上，这样，通过在工业机器人臂周围扣住和锁定张紧元件，保持架可以灵活地固定和/或定位在工业机器人臂上，从而在保持架连接到可分配的保持装置时，供应软管和/或供电管线可以以特定的方式定向。

因此，提供了一种可适应的紧固设备，其可沿工业机器人臂的纵向方向灵活地定位并且可横切于机器人臂的纵向方向以任何角度灵活地定位。因此，供应软管和/或供电管线的紧固设备可以布置在工业机器人臂上的最佳位置，而不会对机器人臂的操作产生不利影响。因此，可以减少机器人臂上的干扰轮廓，降低碰撞风险。

由于使用张紧元件进行扣住和锁定，此外，将紧固设备简单、快速和安全地紧固到工业机器人臂上。因此，也可以快速调整和/或校正紧固位置，也可以快速更换紧固设备，例如在焊接火花导致缺陷或损坏的情况下。

尤其有利的是，由于紧固设备，沿着机器人臂的外部轮廓发生供应软管和/或供电管线的紧密引导。

由于张紧元件可以锁定在不同的张紧元件长度中，因此该紧固设备可用于不同的机器人类型和/或不同的机器人臂直径。因此，可以普遍使用和组合该紧固设备。特别地，紧固设备也可以与用于供应软管和/或供电管线的传统保持装置组合，例如电缆夹和/或张紧夹。

本发明的一个基本概念是基于：供应软管和/或供电管线的紧固设备可以通过张紧元件灵活且以容易拆卸的方式紧固在工业机器人臂的任何位置，连接到张紧元件的保持架最佳地适配于工业机器臂的外部轮廓。由于保持架可以连接到用于供应软管和/或供电管线的保持单元，供应软管和/或供电管线以限定的方式定向和/或引导到工业机器人臂上。

下述术语解释如下：

“紧固设备”尤其是指用于将部件紧固和/或固定到工业机器人臂、操作装置、操作设备、加工装备和/或机床的技术设备。紧固设备尤其用于将供应软管和/或供电管线紧固到工业机器人臂上。紧固设备尤其包括保持架和可锁定的张紧元件。

“供应软管”尤其是指具有限定横截面的柔性细长中空体，其用于向工业机器人供应电力、介质和/或物质和/或信息。在供应软管中，特别是直接引导介质或物质(例如水或压缩空气)，或在供应软管中，将供电管线或多条供电管线和/或其他软管捆绑在一起引导用于供应介质。供应软管尤其可以是波纹软管、波纹管和/或光滑软管。供应软管尤其具有dn8至dn100的标称直径，优选dn10至dn50。供应软管尤其具有圆形、椭圆形、角形和/或矩形轮廓。

“供电管线”尤其是指用于传输电流和/或信息的电线。供电管线尤其包括电导体，例如以电线或绞合线的形式，和/或绝缘覆盖物。供电管线也可以尤其是电缆，作为芯的单芯或多芯复合物(单独的管线)，其用绝缘材料包覆。供电管线尤其具有圆形、椭圆形、角形和/或矩形轮廓。

“工业机器人臂”尤其是指工业机器人的可移动臂，其用作用于处理、安装或组装和/或加工工件的通用可编程机器。工业机器人臂尤其包括在其自由臂端部处的工具。工业机器人臂尤其包括六个或更多个旋转轴。工业机器人臂尤其是非常小的机器人的机器人臂。

“保持架”尤其应理解为用于保持物体的设备。保持架尤其用于保持保持单元和/或固定板，在该保持单元和/或固定板上依次保持供应软管和/或供电管线。为此，保持架尤其包括连接单元和/或接收装置。保持架的配置使得其特别最佳适合于工业机器人臂的外轮廓和/或支撑在工业机器人臂的外轮廓上。

“保持单元”是供应软管和/或供电管线的保持架。保持单元可以例如是夹子、夹钳、张紧夹和/或夹套。保持单元尤其是固定的、可旋转的和/或可枢转的。或者，保持单元也可以是钩环带和/或其他张紧元件，其围绕供应软管和/或供电管线在外部引导，并且直接固定到保持架和/或固定板。特别有利的是，钩环带用于将供应软管或供电管线紧固到保持架，并且还同时用于将保持架紧固到工业机器人臂。因此，在这种情况下，保持单元和张紧元件是相同的和/或一个部件。

“张紧元件”尤其是指带有紧固件的带，用于紧固和扣住物体。张紧元件尤其在工业机器人臂周围张紧和锁定。张紧元件的带特别是编织的和/或包括塑料材料。张紧元件尤其由聚丙烯、聚酯、尼龙和/或棉组成。

“扣住”尤其应理解为，当在张力下牢固地夹紧张紧元件时，该张紧元件从外部包围工业机器人臂。

“可以灵活地紧固和/或定位”尤其意味着保持架可以紧固在工业机器人臂的任何位置，并且可以简单且容易地适应其位置。

在紧固设备的另一实施例中，引导可锁定的张紧元件穿过保持架的内部。

由于引导张紧元件的部分长度通过保持架的内部，在扣住时，张紧元件的压力施加在保持架内部的底层材料上。因此，当扣住时位于张紧元件和工业机器人臂之间的保持架的材料通过张紧压力最佳地压靠或形成在工业机器人臂上。

首先，保持架内部的可锁定的张紧元件可以与保持架的周围材料牢固连接，例如密封在保持架的材料中。其次，可锁定的张紧元件可移动地布置在保持架的内部，保持架在其内部具有与可锁定的张紧元件的尺寸相对应的空腔，可锁定的张紧元件通过保持架中的开口引入该空腔并和通过第二开口在保持架的另一端再次离开空腔。后一种变型的优点是，保持架可沿张紧元件移置，因此在张紧元件上的位置中更容易适应不同的机器人臂直径。

为了最佳地封闭机器人臂，在保持架的纵向方向上引导可锁定的张紧元件。

因此，由于在保持架的内部沿着保持架的纵向尺寸在纵向方向上引导张紧元件而可以在保持架的下面的材料上施加张紧压力并且压靠工业机器人臂。

“纵向方向”是指保持架的方向，它对应于其最大范围的方向。

为了防止工业机器人臂上的紧固设备滑动，该保持架包括弹性材料，使得在张紧元件被扣住并锁定在工业机器人臂周围的情况下，该保持架通过保持架的弹性材料和工业机器人臂的材料之间的摩擦连接而定位固定。

因此，通过摩擦连接，除了张紧元件之外还确保了位置固定且可靠的紧固设备。

为了更好地适应工业机器人臂的不同直径，保持架具有可弯曲柔性。

特别是由于采用弹性材料，与张紧元件连接的保持架具有可弯曲柔性和可变形性，使其最佳地适应工业机器人臂的外部轮廓。

“可弯曲柔性”的保持架特别有利，因为它在弯曲时表现出弹性行为，特别地，在弯曲后再次变形为原始形状，因此可弯曲柔性的保持架的形状不必预先适应于特定的机器人臂。

由于保持架的弹性和可弯曲柔性的设计，供应软管和/或供电管线因工业机器人臂的移动而受到较低的反向弯曲应力。因此，供应软管和/或供电管线的使用寿命变长。

“弹性材料”特别是指弹性变形塑料材料(弹性体)。弹性材料是，例如天然橡胶或合成橡胶。弹性材料特别地是在拉伸载荷下伸展，在拉伸应力下降后又收缩。

通过“摩擦连接”，特别是通过这些物体的面之间的静摩擦来防止两个物体的位移。特别地，摩擦连接使得保持架的弹性材料和工业机器人臂的材料不会相互移动，从而使保持架定位地固定在工业机器人臂上。

“位置固定”应理解为特别是指保持架和工业机器人臂相对于彼此的定位和/或位置不会改变。

在紧固设备的另一实施例中，保持架包括聚氨酯，尤其是肖氏硬度为30°至60°肖氏a的聚氨酯。

使用肖氏硬度为30°至60°肖氏a、优选为40°至50°肖氏a的聚氨酯作为保持架尤其有利，因此实现了与通常使用的工业机器人臂材料(铝)的最佳摩擦连接。

因此，提供了一种可在不同表面上使用的防滑保持架，例如在铸造材料、铝、涂漆表面上。

为了提供足够的摩擦连接区域，在摩擦连接的情况下，保持架的弹性材料和/或聚氨酯包围90°至230°的角度范围，优选150°至180°的角度范围，横向于工业机器人臂的纵向方向。

在紧固设备的另一个实施例中，保持架和/或可弯曲柔性的保持架在与工业机器人臂的接触面上具有至少一个切口或多个切口，以便可以在工业机器人臂上形成保持架和/或可弯曲柔性的保持架。

如果紧靠工业机器人臂的保持架和/或可弯曲柔性的保持架的接触面形成不均匀和/或有切口，那么是特别有利的，这样保持架可以在这些切口处更好地弯曲，从而能够更好地适应和/或形成不同机器人臂直径。此外，防滑也可以通过不均匀的配置来实现。

“切口”尤其是在保持架上的一个凹痕，凹痕在保持架与工业机器人臂的接触面一侧开口。优选地，保持架沿其纵向具有多个切口，切口可能具有不同形式，例如圆形、角形和/或三角形形式，并且切口具有不同深度。

在该紧固设备的另一实施例中，或者或另外，该保持架可以通过机械和/或化学手段在工业机器人臂上相互定位地固定。

因此，即使供电管线和/或供应软管的重量很大并且还在大范围移动和从而产生弯曲应力的情况下，也可以防止打滑。

“机械和/或化学装置”特别是指通过机械和/或化学力防止保持架和工业机器人臂相邻面之间移动的装置。例如，“化学装置”可以例如是压敏粘合剂，压敏粘合剂可以是永久粘合剂或再次可分开的。例如，“机械装置”可以例如是保持架上接合在工业机器人臂上的凹槽中的突出物。作为机械装置，例如，还可以在保持架上布置的带倒钩的钩环带，并且可以在工业机器人臂上布置带环的相关钩环带，形成钩环紧固件。

为了确保即使在工业机器人臂大范围移动的情况下也能安全锁定张紧元件，可锁定的张紧元件包括钩环紧固件、卡扣紧固件、夹紧紧固件、压合件、凸轮型紧固件和/或d型环紧固件。

在另一实施例中，所述紧固设备包括固定板，所述固定板具有至少一个连接单元，用于将所述固定板连接到所述可分配保持单元，所述固定板布置在所述保持架上。

由于固定板连接在保持架上，该板用于连接供应软管和/或供电管线的保持架，尽管保持架具有弹性，但即使在工业机器人臂大范围移动的情况下，也能保证足够的刚性来保持供应软管和/或供电管线。因此，供应软管和/或供电管线在工业机器人臂上以规定的方式定向和/或引导。

“固定板”尤其是刚性板，供应软管和/或供电管线的保持单元可以连接到或连接到该刚性板上。“固定板”例如包括刚性材料，诸如金属和/或陶瓷。固定板尤其包括连接单元，该连接单元用于牢固地连接用于供应软管和/或供电管线的保持单元。例如，“连接单元”可以是螺纹、凹槽、键槽和/或类似物。

在紧固设备的另一实施例中，保持架包括接收装置，固定板可以附着于该接收装置或可以引入该接收装置，使得固定板是可更换的。

因此，通过接收装置保证了保持架和固定板之间的最佳连接。

尤其有利的是，接收装置的具体化使得在扣住期间通过对保持架的拉伸应力，接收装置也变形，使得固定板被压在保持架上并且压向工业机器人臂的方向。因此，有利的是，接收装置和/或保持架至少部分地包围固定板。

因此，可以改变具有用于供应软管和/或供电管线的保持单元的可更换固定板，而不必从固定板的连接单元拆卸保持单元。

“接收装置”尤其是保持架上的槽、切口或空腔，固定板可以放在上面或插入其中。

为了实现固定板的稳定位置，固定板布置在保持架内，用于连接到保持单元的至少一个连接单元可从外部接近。

由于固定板在保持架内的布置，在张紧带张紧的情况下，张紧应力从保持架传递到固定板，从而使固定板压靠在下层张紧带和工业机器人臂上。因此，实现了固定板和与供电管线和/或供应软管连接的保持单元的位置固定。

在另一实施例中，紧固设备和/或紧固装置包括保持单元和/或供应软管和/或供电管线，以便可以沿着工业机器人臂的外部轮廓引导供应软管和/或供电管线。

因此，可以沿着工业机器人臂的外部轮廓紧密地引导供电管线和/或供应软管，并且仍然受到低的反向弯曲应力。

为了允许在不同的工业机器人臂上使用，保持架具有圆形、椭圆形、角形和/或矩形轮廓。

因此，根据其外形，保持架直接靠在工业机器人臂上，或支撑在工业机器人臂上的一个或多个点处。因此，供应软管和/或供电管线与工业机器人臂的距离也可以通过保持架的形式设置。

在本发明的另一方面中，该目的是通过用于处理、装配和/或加工工件的工业机器人臂来实现的，其中该工业机器人臂包括至少一根供应软管和/或至少一条供电管线，用于供应电力、介质和/或信号，以及至少一种紧固设备，其中紧固设备紧固到工业机器人臂，包括保持架、用于供应软管和/或供电管线的可分配保持单元和可锁定的张紧元件，其中保持单元连接到保持架，保持架布置在可锁定的张紧元件上，并且保持架，通过在工业机器人臂周围被扣住和锁定的张紧元件，灵活地紧固和/或定位在工业机器人臂上，使得供应软管和/或供电管线以特定方式定向。

在工业机器人臂的另一实施例中，紧固设备是先前描述的紧固设备，或者供应软管和/或供电管线是先前描述的供应软管和/或先前描述的供电管线。

附图说明

下面将参照实施例的示例更详细地讨论本发明。其中：

图1是带有波纹软管的紧固保持架的示意性剖视图，

图2是具有五个紧固保持架和波纹软管的工业机器人臂的示意性剖视图，

图3是在具有大直径的工业机器人臂上带有刚性保持架的紧固保持架的示意性剖视图，

图4是在具有中等直径的工业机器人臂上带有刚性保持架的紧固保持架的示意性剖视图，

图5是在具有小直径的工业机器人臂上带有刚性保持架的紧固保持架的示意性剖视图

图6是具有pu保持架和钩环带的紧固保持架的示意性剖视图，用于同时将波纹软管紧固到pu保持架并将pu保持架紧固到工业机器人臂。

具体实施方式

紧固保持架101包括安全带105，并且安全带105在其两端包括钩环紧固件109。此外，紧固保持架101包括pu保持架103和钢板107。安全带105引导穿过pu保持架103的内部，对于由钩环扣件109闭合的安全带105，假定pu保持架103的长度与封闭式安全带105长度的180°角117相对应，以及与被封闭的工业机器人臂121外围的180°角117相对应。

钢板107设置在pu保持架103内部的空腔中。钢板107包括两个螺纹，可旋转夹111的两个螺钉115拧入其中。在这种情况下，两个螺钉115通过pu保持架103中的两个开口引导到钢板107中。可旋转夹111的内部带有波纹软管113。波纹软管的标称直径为dn25。

工业机器人臂121包括六个旋转轴。在工业机器人臂121的末端设置有用于装配工件的装配工具123。装配工具123通过波纹软管113连接到中央供给装置125。在波纹软管113中，电源线、信号线和空气软管从中央供应装置125引导至工具123。

在沿工业机器人臂121的五个位置，通过拧紧各自的安全带105和通过各自的钩环扣件109锁定，已经定位和紧固了五个紧固保持架101。紧固保持架101通过在各个pu保持架103的面和工业机器人臂121的接触面之间的摩擦连接而定位固定，所述pu保持架103在每种情况下紧靠工业机器人臂121，所述工业机器人臂121由铝构成。

波纹软管113在每种情况下通过可旋转夹111连接到五个紧固保持架101，使得波纹软管113沿着工业机器人臂121被紧密地引导。

由于每个紧固保持架101的弹性pu保持架103，沿着工业机器人臂121以可弯曲柔性的方式引导波纹软管113，并且由于工业机器人臂121在组装期间的运动，波纹软管113仅受到轻微弯曲应力。由于波纹软管113的紧密引导，在工业机器人臂121的工作范围内不会出现由于紧固保持架101引起的干扰轮廓。因此，通过紧密引导的波纹软管113实现对工业机器人臂121的最佳电力、信号和压缩空气供应，而在组装工件时不会损害工业机器人臂121的操作。

在一种替代方案中，紧固保持架201包括由丙烯酸/丁二烯/苯乙烯共聚物制成的刚性保持架203。此外，紧固保持架201包括具有夹紧紧固件209的聚酯带205。

刚性保持架203形成为在其两个分支的内侧上成角度并且在其上侧包括两个螺纹225。聚酯带205引导穿过刚性保持架203。

为了固定在工业机器人臂221周围，具有刚性保持架203的聚酯带205在工业机器人臂221周围张紧并且通过钩环紧固件209紧固和锁定。

工业机器人臂221的大直径为250mm，因此刚性保持架203以其分支的两个末端位于工业机器人臂221外围的上部，两分支之间的距离包围工业机器人221外围的90°角。

然后通过螺钉将夹紧夹(未示出)拧入螺纹225中，并且将在其内部承载多个数据和电缆的供应软管(未示出)夹紧到夹紧夹中。

在工业机器人臂221上使用紧固保持架201之后，具有刚性保持架203的紧固保持架201对应地紧固到工业机器人臂231。工业机器人臂231的平均直径为150mm，因此刚性保持架203位于工业机器人臂231上，不是以两分支末端，而是在内侧上。在这种情况下，刚性保持架203包围工业机器人臂231的外围的135°角。

在后来的申请中，具有刚性保持架203的紧固保持架201类似地紧固到具有75mm的小直径的工业机器人臂241。刚性保持架203位于工业机器人臂241上的其分支的内侧的中央，并且整体上包围工业机器人臂241的周边的180°角117。

因此，具有刚性保持架203的紧固保持架201可以灵活地用于不同的工业机器人臂。

在另一替代方案中，紧固保持架301包括柔性pu保持架303、具有钩环紧固件309的钩环带305和半圆形容器340。pu保持架303包括横向两个引入槽330，钩环带305在每种情况下通过该引入槽引导穿过pu保持架303的上部。沿着pu保持架303的两个分支，钩环带305在每种情况下位于导轨之间的外部。

为了安装，钩环带305通过引入槽330引入，从而在半圆形容器340上形成半圆形。然后，紧固保持架301定位在工业机器人臂321外部的预期点处。外径为29.4mm的波纹软管313穿过上钩环带305和pu保持架303之间，并铺设在pu保持架303的半圆形容器340中。钩环带305紧固在波纹软管313和工业机器人臂312周围，并通过钩环紧固件309锁定。作为结果，在一个操作步骤中，波纹软管313紧固于pu保持架303，同时pu保持架303紧固于工业机器人臂321。由于pu保持架303在与工业机器人臂321的内接触面上的不均匀实施例，pu保持架303更好地适应工业机器人臂321的直径并且防滑。

因此，提供不使用螺钉和工具的紧固保持架301，使得快速安装成为可能，并且具有非常低的总高度，其仅略高于波纹软管313的高度。