具有设置在悬臂上的驱动器布局的工业机器人的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种工业机器人，其具有机器人臂，该机器人臂具有：多个通过关节连 接的节肢，其中一个节肢被构造为摇臂，而另一节肢被构造为悬臂，该悬臂通过一个关节围 绕转动轴可枢转地支承在摇臂的一侧，并承载至少两个构成机器人臂的手部节肢的其他节 肢；被法兰安装在悬臂上的悬臂驱动器，该悬臂驱动器被设计用于使悬臂关于摇臂枢转； 被法兰安装在悬臂上的第一手部节肢驱动器，该第一手部节肢驱动器被设计用于使一个手 部节肢关于悬臂运动；被法兰安装在悬臂上的第二手部节肢驱动器，该第二手部节肢驱动 器被设计用于使另一个手部节肢关于悬臂和/或关于所述一个手部节肢运动。
【背景技术】
[0002] 专利文献EP2024144B1公开一种工业机器人，其具有机器人手驱动装置，该机器 人手驱动装置具有多个设置在机器人悬臂中的驱动电机，驱动电机包括用于驱动悬臂的 机器人手的驱动轴，在此，至少一个驱动电机相对于至少一个其他的驱动电机沿轴向方 向向前错开地设置在机器人手上，并且驱动电机的驱动轴被构造为彼此平行延伸的直轴 (Geradwellen)，它们在前面基本上终止于相同的轴向高度，在此设有Ξ个驱动轴，运Ξ个 驱动轴被设置为，中间的驱动电机的驱动轴相对于两个侧面的驱动电机的驱动轴的距离小 于轴向彼此错开的驱动电机的相邻一对的电机壳体的半径之和。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提出一种工业机器人，其虽然具有紧凑的结构尺寸，但却具有 较大的工作区域。
[0004] 本发明的目的通过一种工业机器人来实现，该工业机器人具有：
[0005] 机器人臂，该机器人臂具有多个通过关节连接的节肢，其中一个节肢被构造为摇 臂，而另一个节肢被构造为悬臂，该悬臂通过一个关节围绕转动轴可枢转地支承在摇臂的 一侧，并承载至少两个构成机器人臂的手部节肢的其他节肢，
[0006] 设置在悬臂上的悬臂驱动器，其被设计为，使悬臂关于摇臂枢转，
[0007] 设置在悬臂上的第一手部节肢驱动器，其被设计为，使一手部节肢关于悬臂运动， 在此，
[0008] 悬臂驱动器的电机轴与转动轴间隔开地相对于转动轴平行错开延伸地设置在悬 臂上，并且在此，
[0009] 第一手部节肢驱动器的电机轴垂直于转动轴并与转动轴间隔开延伸地设置在悬 臂上。
[0010] 优选工业机器人还具有设置于悬臂上的第二手部节肢驱动器，其被设计为，使另 一手部节肢关于悬臂和/或关于所述一手部节肢运动，在此，第二手部节肢驱动器的电机 轴垂直于转动轴并与转动轴间隔开延伸地设置在悬臂上。
[0011] 驱动器的布局，即悬臂驱动器、第一手部节肢或第二手部节肢的布局，可W特别是 通过驱动器的法兰安装来实现。需要说明的是，出现在下文中的概念"法兰安装"既可w被 理解为"设置"、"固定"，特别是被理解为"可松脱地固定"，也可W优选被理解为借助于法兰 的固定。
[0012] 换句话说，本发明的目的通过一种工业机器人来实现，该工业机器人具有机器人 臂，该机器人臂具有多个通过关节连接的节肢，其中一节肢被构造为摇臂，而另一节肢被构 造为悬臂，该悬臂借助一关节围绕转动轴可枢转地支承在摇臂的一侧，并承载至少两个构 成机器人臂的手部节肢的其他节肢；此外，机器人臂还具有：被法兰安装在悬臂上的悬臂 驱动器，该悬臂驱动器被设计为使悬臂关于摇臂枢转；被法兰安装在悬臂上的第一手部节 肢驱动器，其被设计为使一手部节肢关于悬臂运动；被法兰安装在悬臂上的第二手部节肢 驱动器，其被设计为使另一手部节肢关于悬臂和/或所述一手部节肢运动，在此，悬臂驱动 器W其电机轴与转动轴间隔开地相对于转动轴平行错开延伸地法兰安装在悬臂上，并且在 此，第一手部节肢驱动器和第二手部节肢驱动器均通过其电机轴法兰安装在悬臂上，其中， 第一手部节肢驱动器和第二手部节肢驱动器的电机轴彼此间隔开并平行地延伸且垂直于 转动轴，并各自与转动轴间隔开。
[0013] 工业机器人是一种工作机器，其可W装备有工具W自动处理和/或加工对象，并 能够利用其关节在多个运动轴上例如关于方向、位置和工作进程编程。
[0014] 工业机器人具有机器人臂和可编程控制器（控制装置），在运行期间，通过利用特 别是电驱动器使一个或多个可自动调节或手动调节的关节（机器人轴）运动（在此，控制 器控制或调节驱动器），使控制器控制或调节工业机器人的运动进程。
[0015] 此外，机器人臂还可W包括支架和借助于第一关节相对于支架可转动地安装的转 盘，摇臂借助另一关节可枢转地支承在转盘上。在此，悬臂利用另一关节可枢转地支承在摇 臂上。悬臂承载机器人手，在此，悬臂和/或机器人手总体而言可W具有多个其他的关节。 根据机器人臂的结构设计，可W利用机械的固定止挡件或借助软件开关软件技术实现地限 定一个或多个关节或机器人轴的可能的转动运动。
[0016] 具有多个通过关节连接的节肢的机器人臂可W被设计为曲臂机器人，其具有多个 连续依次设置的节肢和关节，特别是可W将机器人臂设计为六轴曲臂机器人。
[0017] 悬臂可W承载一个或至少两个用于使手部法兰运动的手部节肢，手部法兰被设计 用于固定例如机器人工具。在一种优选的实施方式中，悬臂承载有Ξ个手部节肢，其中，例 如第一手部节肢由前臂构成，该前臂可W利用关节相对于基础臂围绕沿悬臂的纵向延伸部 伸展的前臂轴转动，第二手部节肢由手部基体构成，该手部基体通过随后的关节相对于前 臂、特别是前臂叉围绕垂直于前臂轴延伸的手部轴可枢转地安装，第Ξ手部节肢由手部法 兰构成，该手部法兰围绕手部法兰轴可转动地安装。
[0018] 通过使悬臂驱动器W其电机轴与转动轴间隔开地并相对于转动轴平行错开延伸 地法兰安装在悬臂上，将在该区域中提供一空间，W便能够在那里至少部分地设置两个手 部节肢驱动器。通过运样的布局，可W使悬臂可枢转地连接摇臂的关节的附近安放必需的 驱动器，而不会使驱动器壳体更多地伸出机器人臂的轮廓。由于驱动器壳体能够不再更多 地伸出机器人臂的轮廓，因此可W例如使摇臂非常简洁和/或紧凑，而不再存在悬臂在仰 焊位置（Oberkopfstellimg)上不能枢转的问题，因为伸出过多的驱动壳体可能会例如与 转盘发生碰撞。
[0019] 通过使第一手部节肢驱动器和优选第二手部节肢驱动器均W其各自的电机轴法 兰安装在悬臂上（在此，第一手部节肢驱动器和第二手部节肢驱动器的电机轴彼此间隔开 并平行地延伸且垂直于转动轴，并各自与转动轴间隔开），可W将根据悬臂驱动器的轴向长 度所提供的沿转动轴的轴向方向延伸的轮廓区域用于在两个或多个手部节肢驱动器的情 况下使两个或多个手部节肢驱动器依次设置的布局，由此例如使得悬臂在机器人臂的基础 位置上所获得的结构高度是非常紧凑的。
[0020] 机器人臂的基础位置可W理解为机器人臂的一种姿势，在运种姿势中，在工业机 器人的底部组装的情况下，摇臂W其纵向延伸部竖直地向上取向地设置，悬臂相对于摇臂 成直角角度地设置，并总体水平地取向。在所有的实施方式中，悬臂均可W仅支承在摇臂的 一侧。
[0021] 一般情况下，第一手部节肢驱动器和/或第二手部节肢驱动器能够W其各自的电 机轴相对于转动轴相同间隔延伸地设置或法兰安装在悬臂上。
[0022] 在此，可W将第一手部节肢驱动器和/或第二手部节肢驱动器设置在转动轴的同 一侧。运使得能够在转动轴与一个或两个手部节肢驱动器相对置的一侧，在位于悬臂和摇 臂之间的机器人臂关节的高度上提供一位置，W便能够在那里将悬臂驱动器设置或法兰安 装在悬臂上。悬臂驱动器总体上关于转动轴与手部节肢驱动器相对置地设置。转动轴关系 到使悬臂与摇臂可转动连接的关节。
[0023] 在所有的实施方式中，第一手部节肢驱动器和/或第二手部节肢驱动器可W利用 其各自的电机轴沿如下方向与转动轴间隔开地设置或法兰安装在悬臂上：该方向与悬臂驱 动器的电机轴相对于转动轴间隔开并平行错开延伸地设置或法兰安装在悬臂上的方向相 反。
[0024] 摇臂通常具有第二摇臂关节，该第二摇臂关节可W与摇臂的具有转动轴的第一摇 臂关节相对置地或者说相反地设置或构成。换句话说，摇臂关节可W设置在摇臂的彼此远 离的端部或端部区域上。在运种情况下可W设计为，在悬臂W其纵向延伸部相对于摇臂的 纵向延伸部成直角角度取向的工业机器人的基础位置上，第一手部节肢驱动器和/或第二 手部节肢驱动器W其各