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Patent Searching and Data


Title:
LINE GUIDING DEVICE OF AN INDUSTRIAL ROBOT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/198509
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a line guiding device (16) for guiding at least one supply line (17) along a robot arm (5), having a supply line (17); a spring device (25) which is designed to automatically return the supply line (17) from an extended state of the supply line (17) to a retracted state of the supply line (17) by means of spring force; a front end portion (25a) and a rear end portion (25b) when seen in the extension direction (A) of the supply line (17); a spring device seat (26) which is rigidly connected to the supply line (17) and on which the rear end portion (25b) of the spring device (25) is mounted; a counter-bearing seat (28) on which the front end portion (25a) of the spring device (25) is mounted; a securing device (32) which is designed to secure the line guiding device (16) to an element (G1-G7) of the robot arm (5); and an adjusting device (30) which supports the counter-bearing seat (28) and which is designed to movably support the counter-bearing seat (28) relative to the securing device (32). The invention further relates to a corresponding industrial robot (1).

Inventors:
NASRADINI MELINA (DE)
KURMYSHKIN VLADIMIR (DE)
KARLINGER STEFAN (DE)
HEITZ JÜRGEN (DE)
ROHÉ FRANK (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/063128
Publication Date:
December 15, 2016
Filing Date:
June 09, 2016
Export Citation:
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Assignee:
KUKA ROBOTER GMBH (DE)
International Classes:
B25J19/00
Foreign References:
DE202004021177U12007-04-19
DE20112491U12001-10-18
EP2392436A12011-12-07
EP1369211A12003-12-10
DE102009056454B42011-11-10
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWÄLTE FUNK & BÖSS GBR (DE)
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Claims:
Patentansprüche

Leitungsführungsvorrichtung zum Führen mindestens einer Versorgungsleitung (19) entlang eines Roboterarms (5), aufweisend : eine Versorgungsleitung (17), eine Federvorrichtung (25) , die ausgebildet ist, die Versorgungsleitung (17) mittels Federkraft selbsttätig aus einem ausgezogenen Zustand der Versorgungsleitung (17) in einen eingezogenen Zustand der Versorgungsleitung (17) zurückzuführen, und die einen in Auszugsrichtung (A) der Versorgungsleitung (17) vorderen Endabschnitt (25a) und einen in Auszugsrichtung (A) der Versorgungsleitung (17) hinteren Endabschnitt (25b) aufweist, einen mit der Versorgungsleitung (17) fest verbundenen Federvorrichtungssitz (26), an dem der hintere Endabschnitt (25b) der Federvorrichtung (25) gelagert ist, einen Gegenlagersitz (28), an dem der vordere Endabschnitt (25a) der Federvorrichtung (25) gelagert ist, eine Befestigungsvorrichtung (32), die ausgebildet ist, die Leitungsführungsvorrichtung (17) an einem Glied (G1-G7) des Roboterarms (5) zu befestigen, und eine den Gegenlagersitz (28) tragende Versteilvorrichtung (30), die ausgebildet ist, den Gegenlagersitz (28) bezüglich der Befestigungsvorrichtung (32) beweglich zu lagern .

2. Leitungsführungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Versteilvorrichtung (30) eine Rücksteileinrichtung

(31.1) aufweist, die ausgebildet ist, den Gegenlagersitz

(28) aus einer ausgelenkten Position des Gegenlagersit- zes (28) in eine Grundposition des Gegenlagersitzes (28) zurückzuführen, insbesondere ausgebildet ist, den Gegen¬ lagersitz (28) mittels Federkraft selbsttätig aus einer ausgelenkten Position des Gegenlagersitzes (28) in eine Grundposition des Gegenlagersitzes (28) zurückzuführen.

Leitungsführungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücksteileinrichtung (31.1) zu¬ mindest in Auszugsrichtung (A) der Versorgungsleitung (17) eine Federsteifigkeit aufweist, die größer ist, als eine Federsteifigkeit der Federvorrichtung (25) .

Leitungsführungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücksteileinrichtung (31.1) in Auszugsrichtung (A) der Versorgungsleitung (17) zumindest weitergehend oder vollständig starr ausgebildet ist .

Leitungsführungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücksteileinrichtung (31.1) in wenigstens einer zur Auszugsrichtung (A) der Versorgungsleitung (17) senkrechten Richtung beweglich, insbesondere federelastisch beweglich ausgebildet ist.

Leitungsführungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Versteilvorrichtung (30) von einem die Federvorrichtung (25) umgebenden Wellschlauch (31) gebildet wird, der ein mit der Befestigungsvorrichtung (32) verbundenes festes Wellschlauchende (31b) aufweist und ein dem festen Wellschlauchende (31b) gegenüberlie¬ gendes freies Wellschlauchende (31a) aufweist, an dem der Gegenlagersitz (28) befestigt ist.

7. Leitungsführungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, dass der mit der Versorgungsleitung (17) fest verbundene Federvorrichtungssitz (26) in axialer Längserstreckung des Wellschlauches (31) verstellbar in nerhalb des Wellschlauches (31) geführt ist.

8. Leitungsführungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei der die Rücksteileinrichtung (31.1) durch eine flexible Ausgestaltung des Wellschlauches (31) gebildet wird.

9. Leitungsführungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Well¬ schlauchende (31a) des Wellschlauches (31) außenumfangs seitig mit einer Stoßdämpfungseinrichtung (33) versehen ist .

10. Industrieroboter (1) aufweisend eine Robotersteuerung (18), die ausgebildet und/oder eingerichtet ist, ein Ro boterprogramm auszuführen, sowie aufweisend einen Roboterarm (5) mit Gelenken (A1-A6) , die gemäß des Roboter¬ programms automatisiert oder in einem Handfahrbetrieb automatisch verstellbar sind, und aufweisend wenigstens eine Leitungsführungsvorrichtung (16) nach einem der An Sprüche 1 bis 9.

Description:
Leitungsführungsvorrichtung eines Industrieroboters

Die Erfindung betrifft eine Leitungsführungsvorrichtung zum Führen mindestens einer Versorgungsleitung entlang eines Roboterarms. Die Erfindung betrifft außerdem einen zugehörigen Industrieroboter.

Aus der DE 10 2009 056 454 B4 ist eine Energiezuführungsvorrichtung für Industrieroboter bekannt, aufweisend ein Tragbauteil, eine Energiezuführungsleitung mit einem feststehenden Leitungsabschnitt, einen Ausgleichsabschnitt und einem ausziehbaren Leitungsabschnitt, einen Halter zum Befestigen des feststehenden Leitungsabschnitts an dem Tragbauteil, eine Führung zum radialen Lagern des ausziehbaren Leitungsabschnitts bezüglich des Tragbauteils und eine Versteifungstra ¬ verse, welche den Halter mit der Führung verbindet und zusam- men mit dem Halter und der Führung als Verbundbauteil ausge ¬ bildet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Leitungsfüh ¬ rungsvorrichtung für eine Versorgungsleitung eines Industrieroboters zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Lei ¬ tungsführungsvorrichtung zum Führen mindestens einer Versorgungsleitung entlang eines Roboterarms, aufweisend:

- eine Versorgungsleitung,

- eine Federvorrichtung, die ausgebildet ist, die Versor- gungsleitung mittels Federkraft selbsttätig aus einem ausgezogenen Zustand der Versorgungsleitung in einen eingezogenen Zustand der Versorgungsleitung zurückzuführen, und die einen in Auszugsrichtung der Versorgungsleitung vorderen Endabschnitt und einen in Aus- zugsrichtung der Versorgungsleitung hinteren Endabschnitt aufweist,

- einen mit der Versorgungsleitung fest verbundenen Federvorrichtungssitz, an dem der hintere Endabschnitt der Federvorrichtung gelagert ist,

- einen Gegenlagersitz, an dem der vordere Endabschnitt der Federvorrichtung gelagert ist,

- eine Befestigungsvorrichtung, die ausgebildet ist, die Leitungsführungsvorrichtung an einem Glied des Roboter- arms zu befestigen, und

- eine den Gegenlagersitz tragende Versteilvorrichtung, die ausgebildet ist, den Gegenlagersitz bezüglich der Befestigungsvorrichtung beweglich zu lagern.

Der Roboterarm kann mehrere, durch wenigstens drei Gelenke verbundene Glieder aufweisen.

Die Versorgungsleitung kann beispielsweise einen Schutzschlauch aufweisen, welcher ein oder mehrere Einzelleitungen umfasst, die für die Versorgung von Robotern und/oder deren geführte Werkzeuge, beispielsweise mit elektrischer Energie, Hydraulikfluid, Öl, Wasser und/oder Druckluft ausgebildet sind. Eine solche Versorgungsleitung kann Teil einer so genannten Energiezuführung sein. Die Versorgungsleitung der Energiezuführung wird im Allgemeinen durch einen Durchlass gezogen, um in Nähe des Roboterarms diese Leitungen in eine gewünschte Position zu bringen. Die Versorgungsleitung kann mittels einer Federvorrichtung wieder zurückgezogen werden, damit keine durchhängenden Leitungen den Arbeitsbereich des Roboterarms stören. Eine erhöhte Beweglichkeit in allen Raum ¬ richtungen kann durch die erfindungsgemäße Leitungsführungs- Vorrichtung erreicht werden. Die Federvorrichtung kann wahlweise aktiv oder passiv arbeiten. Im Falle einer passiven Zurückführung eines ausgezogenen Leitungsabschnitts kann die Federvorrichtung beispielsweise zumindest eine Federwendel aufweisen, die im eingezogenen Zu- stand der Versorgungsleitung entspannt ist oder zumindest na ¬ hezu entspannt ist und im ausgezogenen Zustand unter Feder ¬ spannung steht, so dass bei einem Wegfall einer externen Zug ¬ kraft auf die Versorgungsleitung die Federwendel sich ent ¬ spannt und dabei die Versorgungsleitung in den eingezogenen Zustand zurückbewegt wird. Vorzugsweise kann die Federvor ¬ richtung bzw. die Federwendel parallel bzw. koaxial zur Ver ¬ sorgungsleitung angeordnet sein. Dadurch kann die Änderung der Längserstreckung der Federvorrichtung zwischen dem eingezogenen Zustand und dem ausgezogenen Zustand in einer Rich- tung parallel zur Längserstreckung der Versorgungsleitung erfolgen. Insbesondere ist die Versorgungsleitung zumindest be ¬ reichsweise von der Federvorrichtung umfangen bzw. umgeben bzw. umhüllt. Alternativ oder zusätzlich zu einer Federwendel oder mehreren Federwendeln kann auch zumindest ein pneumati- sches Federelement vorgesehen sein.

Alternativ kann die Federvorrichtung aktiv ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass die Längserstreckung der Federvorrichtung durch zumindest einen Aktor steuerbar bzw. regelbar ist. Als Aktor können Motoren, pneumatische oder hydraulische Antriebe vorgesehen sein. Der zumindest eine Aktor kann auf Grundlage einer an der Versorgungsleitung anliegenden Zugspannung gesteuert bzw. geregelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Aktor auch auf Grundlage der Pose des Roboters gesteuert bzw. geregelt werden. Dadurch wird die Position bzw. der Aus- zug der Versorgungsleitung aktiv steuerbar, insbesondere mittels der Robotersteuerung, die auch die Bewegungen des Roboters steuert. Die Befestigungsvorrichtung ist dazu vorgesehen, die erfindungsgemäße Leitungsführungsvorrichtung an einem Glied des Roboterarms oder eines mit dem Roboterarm verbundenen Anbauteil zu lagern und/oder zu befestigen. Mittels der Befesti- gungsvorrichtung trägt der Roboterarm oder dessen Anbauteil die gesamte Leitungsführungsvorrichtung . Die Befestigungsvorrichtung kann demgemäß ein anzuschraubender Flansch oder ein Träger sein, der mit dem Glied des Roboterarms oder dem Anbauteil verbunden wird, insbesondere fest verschraubt wird.

Die Versteilvorrichtung schafft eine Beweglichkeit des Gegen ¬ lagersitzes bezüglich desjenigen Gliedes des Roboterarms oder desjenigen Anbauteils, an dem die Befestigungsvorrichtung die Leitungsführungsvorrichtung anflanscht. Die Versteilvorrichtung kann insbesondere passiv beweglich sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verstellvorrichtung ausgebildet, den Gegenlagersitz unmittelbar durch diejenige Kraft zu bewegen bzw. zu verstellen, welche eine Auszugsbewegung der Versorgungsleitung verursacht. Die Verstellvorrichtung kann demgemäß zumindest weitgehend oder sogar vollständig durch Querkräfte bewegt werden, welche insbesondere durch eine Zug ¬ kraft an dem freien Ende der Versorgungsleitung, beispielsweise bei einer Drehung des Befestigungsflansches des Indust ¬ rieroboters, an dem das freie Ende der Versorgungsleitung festgelegt ist, quer zur Auszugsrichtung auftreten. Der hintere Endabschnitt der Federvorrichtung ist an dem mit der Versorgungsleitung fest verbundenen Federvorrichtungssitz gelagert. Der Federvorrichtungssitz kann beispielsweise von einem zweiteiligen Kunststoffring gebildet werden, der zwei Haibschalenkörper aufweist, die gegenei- nander verschraubt sind und dadurch der Kunststoffring an einem Schutzschlauch der Versorgungsleitung befestigt ist. Der Federvorrichtungssitz bzw. der Kunststoffring kann einen Sitz oder Anschlag aufweisen, an dem sich der Endabschnitt der Federvorrichtung abstützt. Ein solches Abstüt ¬ zen kann wenigstens durch eine Fixierung einer Federwendel der Federvorrichtung in axialer Richtung, d.h. entgegen der Auszugsrichtung erfolgen. Der hintere Endabschnitt der Federvorrichtung bzw. der hintere Endabschnitt der Federwendel kann damit bezüglich der Versorgungsleitung, insbesondere bezüglich des Schutzschlauches festgelegt sein. Der hintere Endabschnitt der Federvorrichtung bzw. der hintere Endabschnitt der Federwendel kann dabei bezüglich des Fe ¬ dervorrichtungssitzes entweder um eine axiale Achse drehbar gelagert sein oder an dem Federvorrichtungssitz starr befestigt sein. Statt eines Federvorrichtungssitzes mit Sitz oder Anschlag bzw. eines Kunststoffrings mit Sitz oder An ¬ schlag, kann der Federvorrichtungssitz bzw. der Kunststoffring auch ohne besonderem Sitz oder Anschlag ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Federvorrichtungssitz bzw.

der Kunststoffring als ein dem Fachmann als solches bekann- ter Protektor ausgebildet sein.

Der vordere Endabschnitt der Federvorrichtung ist an dem Gegenlagersitz gelagert. Durch den Gegenlagersitz hindurch kann die Versorgungsleitung, insbesondere zusammen mit dem Schutzschlauch aus- und einziehbar, also verschiebbar gelagert sein. Beispielsweise kann der Gegenlagersitz von einem Kugelgelenksring gebildet werden, welcher zumindest in axialer Richtung starr, ggf. aber um einen gewissen Winkel schwenkbar in einem Kugelgelenkssitz gelagert ist. Der Kugelgelenksring kann aber auch völlig starr mit dem Kugelgelenkssitz verbun- den sein. Allerdings ist der Gegenlagersitz und gegebenenfalls auch der Kugelgelenkssitz bezüglich desjenigen Gliedes des Industrieroboters verstellbar, insbesondere elastisch verstellbar gelagert, an welchem die gesamte Leitungsfüh- rungsvorrichtung gelagert bzw. befestigt ist. Die Versteilvorrichtung kann eine Rücksteileinrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, den Gegenlagersitz aus einer ausgelenkten Position des Gegenlagersitzes in eine Grundposi ¬ tion des Gegenlagersitzes zurückzuführen, insbesondere ausge- bildet ist, den Gegenlagersitz mittels Federkraft selbsttätig aus einer ausgelenkten Position des Gegenlagersitzes in eine Grundposition des Gegenlagersitzes zurückzuführen.

Die Rücksteileinrichtung kann zumindest in Auszugsrichtung der Versorgungsleitung eine Federsteifigkeit aufweisen, die größer ist, als eine Federsteifigkeit der Federvorrichtung.

Die Rücksteileinrichtung oder ein separates Federglied, bzw. inhärent ein Wellschlauch, kann zumindest in Auszugsrichtung der Versorgungsleitung eine Federsteifigkeit aufweisen, die größer ist, als eine Federsteifigkeit der Federvorrichtung bzw. der Federwendel. Im Falle eines Wellschlauches oder

Wellrohres kann dieses in Richtung seiner axialen Erstreckung zumindest weitgehend starr ausgebildet sein, jedoch dabei in einer zu seiner axialen Erstreckung senkrechten Richtung, bzw. in Querrichtung flexibel ausgebildet sein. Die RückStelleinrichtung oder das separate Federglied, bzw. inhärent der Wellschlauch, kann in Auszugsrichtung der Versorgungsleitung zumindest weitergehend oder vollständig starr ausgebildet sein, wo hingegen die RückStelleinrichtung in wenigstens einer zur Auszugsrichtung der Versorgungsleitung senkrechten Richtung, bzw. in Querrichtung beweglich, insbesondere federelastisch beweglich, insbesondere selbstrück- stellend ausgebildet sein kann.

Die RückStelleinrichtung kann in Auszugsrichtung der Versorgungsleitung zumindest weitergehend oder vollständig starr ausgebildet sein. Eine zumindest weitgehend starre Ausbildung der RückStelleinrichtung in Richtung ihrer axialen Erstreckung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeit der Rücksteileinrichtung in axialer Richtung zumindest größer ist, als die Steifigkeit, d.h. die Federsteifigkeit der Fe ¬ derwendel, bzw. der Federvorrichtung allgemein. Der Rücksteileinrichtung soll demgemäß in axialer Richtung weniger elas- tisch sein, als die Federvorrichtung bzw. die Federwendel.

Die Rücksteileinrichtung kann in wenigstens einer zur Auszugsrichtung der Versorgungsleitung senkrechten Richtung beweglich, insbesondere federelastisch beweglich ausgebildet sein . Die Versteilvorrichtung kann von einem die Federvorrichtung umgebenden Wellschlauch gebildet werden, der ein mit der Befestigungsvorrichtung verbundenes festes Wellschlauchende aufweist und ein dem festen Wellschlauchende gegenüberliegendes, freies Wellschlauchende aufweist, an dem der Gegenlager- sitz befestigt ist.

Der Wellschlauch kann in Richtung seiner axialen Erstreckung zumindest weitgehend starr ausgebildet sein, jedoch in einer zu seiner axialen Erstreckung senkrechten Richtung flexibel ausgebildet sein. Eine zumindest weitgehend starre Ausbildung des Wellschlauches in Richtung seiner axialen Erstreckung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeit des Wellschlau ¬ ches in axialer Richtung zumindest größer ist, als die Stei ¬ figkeit, d.h. die Federsteifigkeit der Federwendel, bzw. der Federvorrichtung allgemein. Der Wellschlauch soll demgemäß in axialer Richtung weniger elastisch sein, als die Federvorrichtung bzw. die Federwendel.

Mittels der Versteilvorrichtung, insbesondere mittels des Wellschlauches kann der Gegenlagersitz, der einen Kugelgelenksring und einen Kugelgelenkssitz aufweisen kann, bezüg- lieh der Befestigungsvorrichtung beweglich gelagert sein. Die Versteilvorrichtung kann demgemäß zumindest weitgehend oder sogar vollständig durch Querkräfte bewegt werden, welche ins- besondere durch eine Zugkraft an dem freien Ende der Versorgungsleitung, beispielsweise bei einer Drehung des Befesti ¬ gungsflansches des Industrieroboters, an dem das freie Ende der Versorgungsleitung festgelegt ist, quer zur Auszugsrich- tung auftreten. Die Verstellvorrichtung kann dabei ausgebildet sein, zumindest tendenziell die Leitungsführungsvorrich- tung, insbesondere die Federvorrichtung in Richtung der Auszugsrichtung zu schwenken oder zu drehen. Sowohl eine Bewegung der Verstellvorrichtung aus einer Grundposition in eine Auslenkungsposition kann alleine aufgrund dieser Querkräfte erfolgen, als auch eine Bewegung der Verstellvorrichtung aus der Auslenkungsposition in die Grundposition kann alleine aufgrund dieser Querkräfte erfolgen. Alternativ kann eine Bewegung der Verstellvorrichtung aus der Auslenkungsposition in die Grundposition durch eine separate Rückstellkraft erfol ¬ gen .

Zur Erzeugung einer solchen Rückstellkraft kann erfindungsgemäß die RückStelleinrichtung vorgesehen sein. Die RückStelleinrichtung kann beispielsweise ein separates Federglied aufweisen, das ausgebildet ist, den Gegenlagersitz aus einer ausgelenkten Position des Gegenlagersitzes in eine Grundposi ¬ tion des Gegenlagersitzes zurückzuführen. Alternativ kann beispielsweise der Wellschlauch der Verstellvorrichtung federelastisch sein, um den Gegenlagersitz aus einer ausgelenk- ten Position des Gegenlagersitzes in eine Grundposition des Gegenlagersitzes zurückzuführen. In diesem Falle kann also der Wellschlauch aus einem Material hergestellt sein und/oder eine Gestalt aufweisen, wodurch der Wellschlauch eine inhärente Rückstelleigenschaft, insbesondere Elastizität erhält. Der Wellschlauch kann beispielsweise aus Kunststoff oder aus Metall hergestellt sein. Der mit der Versorgungsleitung fest verbundene Federvorrichtungssitz kann in axialer Längserstreckung des Wellschlauches verstellbar innerhalb des Wellschlauches geführt sein.

Der Federvorrichtungssitz kann dazu an seinem Außenmantel ei- ne Gleitfläche aufweisen, welche ausgebildet ist, entlang der Innenmantelwand des Wellschlauches in axialer Richtung zu gleiten. Wenn also die Versorgungsleitung in Auszugsrichtung herausgezogen wird, dann wird der Federvorrichtungssitz aus einer hinteren Position nach vorne bewegt. Die Innenmantel- wand des Wellschlauches bildet insoweit eine Gleitschiebefüh ¬ rung für der Federvorrichtungssitz.

Die Rücksteileinrichtung kann durch eine flexible Ausgestaltung des Wellschlauches gebildet werden.

Das freie Wellschlauchende des Wellschlauches kann außenum- fangsseitig mit einer Stoßdämpfungseinrichtung versehen sein.

Die Stoßdämpfungseinrichtung kann einteilig mit dem Kugelgelenkssitz ausgebildet sein. Die Stoßdämpfungseinrichtung bzw. der Kugelgelenkssitz kann dabei ausgebildet sein, das freie Wellschlauchende und/oder den Gegenlagersitz vor Beschädigung zu schützen, wenn es während eine Bewegung der Leitungsfüh- rungsvorrichtung beispielsweise gegen ein Glied des Indust ¬ rieroboters schlägt. Die Stoßdämpfungseinrichtung bzw. der Kugelgelenkssitz kann dazu aus einem elastischen Kunststoff hergestellt sein. Die Stoßdämpfungseinrichtung bzw. der Ku- gelgelenkssitz kann insbesondere zum nachträglichen Austauschen bzw. Ersetzen ausgebildet sein.

Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem gelöst durch einen Industrieroboter aufweisend eine Robotersteuerung, die ausgebildet und/oder eingerichtet ist, ein Roboterprogramm auszu- führen, sowie aufweisend einen Roboterarm mit Gelenken, die gemäß des Roboterprogramms automatisiert oder in einem Hand- fahrbetrieb automatisch verstellbar sind, und aufweisend we ¬ nigstens eine erfindungsgemäße Leitungsführungsvorrichtung mit einem oder mehreren Merkmalen der Leitungsführungsvorrichtung, wie beschrieben. Zusammenfassend und auch mit anderen Worten beschrieben ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein bisher starrer Anteil der Leitungsführungsvorrichtung durch einen beweglichen, insbesondere flexiblen Anteil, vorzugsweise durch einen in sich selber flexiblen Anteil ersetzt wird. Im Innenraum dieses flexiblen Anteils wird das bei allen Leitungsführungsvorrich- tungen übliche Schlauchpaket, d.h. die Versorgungsleitung, gelagert und nachgeführt. Der flexible Anteil ist nur einsei ¬ tig am Roboterarm befestigt, so dass die freie Seite, in der das Schlauchpaket gegengelagert ist, sich mit der Bewegung des Roboterarms am Roboterarm entlang ohne weitere zusätzliche Führungsmittel mitbewegen kann. Damit kann sich die ef ¬ fektive Nachführlänge der Leitungsführungsvorrichtung verlängern .

Beispielsweise kann das flexible Element ein äußeres Wellrohr sein, ähnlich demjenigen, das im Schlauchpaket enthalten ist, nur mit größerem Innendurchmesser. Der Innendurchmesser des äußeren Wellrohres muss etwas größer sein, wie der größte Au ¬ ßendurchmesser des Schlauchpakets, welcher normalerweise durch die Federn oder die Federhalter bestimmt wird. Das äu- ßere Wellrohr kann aus einem flexiblen, aber festen Werkstoff hergestellt sein, so dass ein seitliches, d.h. quer zur

Längsrichtung erfolgendes Bewegen, insbesondere Biegen oder Schwenken möglich ist. Dabei soll aber ein Längen unter Zugkraft nur in sehr geringem Maße möglich sein. Das äußere Wellrohr wird auf der Rückseite am Roboterarm fest gelagert und ist an der Vorderseite frei. Das innenliegende Schlauch ¬ paket ist an der Vorderseite des äußeren Wellrohres in einem auf dem äußeren Wellrohr sitzenden Formteils so geführt, dass das innere Wellrohr frei beweglich bleibt. Die um das innere Wellrohr liegenden Federn stützen sich jedoch so ab, dass sie eine Gegenkraft über einen Federhalter, der fest am innenlie ¬ genden Wellrohr sitzt, aufbauen können, wenn das Schlauchpaket nach vorne aus dem äußeren Wellrohr herausgezogen wird. Zum Schutz der bewegten Vorderseite des äußeren Wellrohres kann eine Art Protektor, insbesondere drehbarer Protektor, d.h. eine Stoßdämpfungseinrichtung vorgesehen sein, die vorzugsweise aus einem verschleißfesten Material hergestellt ist . Das Wellrohr kann aber ebenso ein ähnliches flexibles und längliches Element mit einem für das Schlauchpaket freien In ¬ nenraum sein, das in Längsrichtung unter Zugkraft kaum längenveränderlich ist, in seitlicher Richtung aber in einem Verhältnis von beispielsweise 5:1 bis 20:1 für den Quotient Biegeradius zu Außendurchmesser, durch eine am freien Ende quer zur Längsrichtung wirkende Kraft verformbar ist.

Wenn man den bisher starren Anteil der Leitungsführungsvor- richtung der Bewegung des Roboterarms nachführt, dann kann sich ein längerer effektiver Nachführweg einstellen. Alterna- tiv kann die Leitungsführungsvorrichtung bei gleichbleibendem Nachführweg konstruktiv kleiner ausgeführt werden und damit leichter und kostengünstiger sein.

Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nach ¬ folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Konkrete Merkmale dieser exemplari ¬ schen Ausführungsbeispiele können unabhängig davon, in welchem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder in weiteren Kombinationen betrachtet, allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Industrieroboters mit einer erfindungsgemäßen Leitungsführungsvorrich- tung für eine Versorgungsleitung des Industrieroboters ;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Aus- führungsform einer erfindungsgemäßen Leitungsfüh- rungsvorrichtung in Alleinstellung;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Leitungsführungs ¬ vorrichtung gemäß Fig. 2 in einer aufgeschnittenen Darstellung; und

Fig. 4 eine Teilschnittansicht durch den vorderen Endab ¬ schnitt einer Federvorrichtung der erfindungsgemäßen Leitungsführungsvorrichtung gemäß Fig.2.

Die Fig. 1 zeigt einen Industrieroboter 1 mit einem Grundgestell 2 als erstes Glied Gl, an dem ein Karussell 3 als zweites Glied G2 um eine erste vertikale Achse AI drehbar gelagert und mittels eines ersten Antriebsmotors Ml drehan- getrieben ist. Die Achsen A1-A6 des Industrieroboters 1 können u.a. auch als Gelenke A1-A6 bezeichnet werden. An dem Karussell 3 ist eine Schwinge 4 als drittes Glied G3 um eine zweite horizontale Achse A2 auf und ab schwenkbar ge ¬ lagert und mittels eines zweiten Antriebsmotors M2 drehan- getrieben. Die Schwinge 4 trägt einen Roboterarm 5, der um eine dritte horizontale Achse A3 auf und ab schwenkbar ge ¬ lagert und mittels eines dritten Antriebsmotors M3 drehan ¬ getrieben ist. An dem Roboterarm 5, dessen Grundarm ein viertes Glied G4 bildet, ist eine vierte Achse A4 vorgese- hen, welche in Längserstreckung des Roboterarmes 5 verläuft und über einen vierten Antriebsmotors M4 eine Hand 7, die einen Vorderarm des Roboterarms 5 bildet und ein fünftes Glied G5 darstellt, drehantreibt. Von der Hand 7 erstrecken sich ein erster Schenkel 8 und ein zweiter Schenkel 9 ga- beiförmig nach vorne. Die beiden Schenkel 8 und 9 tragen eine Lagerung für ein freies Ende 10 der Hand 7, das ein sechstes Glied G6 bildet. Die Lagerung definiert eine fünf ¬ te Achse A5 des Industrieroboters 1, um welche die Hand 7 mittels eines fünften Antriebsmotors M5 schwenkbar bewegt werden kann. Ergänzend weist die Hand 7 eine sechste Achse A6 auf, um einen Befestigungsflansch 11, der ein siebtes Glied G7 bildet, mittels eines sechsten Antriebsmotors M6 drehbar antreiben zu können.

Der Roboterarm 5 trägt eine Leitungsführungsvorrichtung 12. Die Leitungsführungsvorrichtung 12 beginnt hinter einer Anschlussplatte 13, die fest mit dem Roboterarm 5 des In ¬ dustrieroboters 1 verbunden ist. Von der Anschlussplatte 13 führen Einzelleitungen 14 an eine Klemmschelle 15. Die Klemmschelle 15 klemmt die Einzelleitungen 14 fest und fi- xiert diese in einer festen Position bezüglich der Leitungsführungsvorrichtung 12. Ein Abschnitt eines Leitungsstrangs einer Versorgungsleitung 17 ist U-förmig in einem Gehäuse 24 der Leitungsführungsvorrichtung 12 federvorgespannt geführt. Im U-förmigen Abschnitt und austrittsseitig nach einer Haltevorrichtung 19 sind die Einzelleitungen 14 in einer gemeinsamen Versorgungsleitung 17, insbesondere durch einen Schutzschlauch 20 umgeben, zusammengefasst . Der Schutzschlauch 20 endet an einer Schelle 21, die in einem Abstand vom Roboterarm 5 mittels eines Schlauchhalters 22 gehalten ist. Der Schlauchhalter 22 ist durch einen zweiteiligen Klemmbügel 23 an dem Befestigungsflansch 11 des Industrieroboters 1 befestigt.

In einer ersten beispielhaften Ausführungsform, wie sie in der Fig. 1 gezeigt ist, kann die Versorgungsleitung 17 mit- tels einer innerhalb des Gehäuses 24 angeordneten, hier nur symbolisch dargestellten Federvorrichtung 25 bewegt werden. Das Gehäuse 24 kann in dieser Ausführungsform um eine mittels des Pfeiles P angedeuteten Drehachse frei hin- und herschwenken, um eine erfindungsgemäße Versteilvorrichtung zu bilden. Der Gegenlagersitz wird dabei von der Haltevorrichtung 19 gebildet. Eine erfindungsgemäße Befestigungs ¬ vorrichtung wird in diesem Fall von einer Basis eines Dreh- gelenks gebildet, welches das Gehäuse 24 hin- und her ¬ schwenkbar (Pfeil P) an dem Roboterarm, insbesondere an dem vierten Glied G4 lagert.

Die Figuren 2 bis 4 zeigen eine alternative Ausführungsva ¬ riante. Diese Leitungsführungsvorrichtung 16 weist die Ver- sorgungsleitung 17 auf. Die Federvorrichtung 25 ist dabei ausgebildet, die Versorgungsleitung 17 mittels Federkraft selbsttätig aus einem ausgezogenen Zustand der Versorgungs ¬ leitung 17 in einen eingezogenen Zustand der Versorgungsleitung 17 zurückzuführen, und die einen in Auszugsrichtung A der Versorgungsleitung 17 vorderen Endabschnitt 25a und einen in Auszugsrichtung der Versorgungsleitung 17 hinteren Endabschnitt 25b aufweist.

Der hintere Endabschnitt 25b der Federvorrichtung 25 ist an einem mit der Versorgungsleitung 17 fest verbundenen Feder- vorrichtungssitz 26 gelagert. Der Federvorrichtungssitz 26 wird im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels von ei ¬ nem zweiteiligen Kunststoffring gebildet, der zwei Halb- schalenkörper aufweist, die gegeneinander verschraubt sind und dadurch der Kunststoffring an einem Schutzschlauch 20 der Versorgungsleitung 17 befestigt ist. Der Federvorrichtungssitz 26 bzw. der Kunststoffring weist einen Sitz oder Anschlag auf, an dem sich der Endabschnitt 25b der Feder ¬ vorrichtung 25 abstützt. Ein solches Abstützen erfolgt we ¬ nigstens durch eine Fixierung einer Federwendel 27 der Fe- dervorrichtung 25 in axialer Richtung, d.h. entgegen der

Auszugsrichtung A. Der hintere Endabschnitt 25b der Federvorrichtung 25 bzw. der hintere Endabschnitt der Federwendel 27 ist damit bezüglich der Versorgungsleitung 17, ins- besondere bezüglich des Schutzschlauches 20 festgelegt. Der hintere Endabschnitt 25b der Federvorrichtung 25 bzw. der hintere Endabschnitt der Federwendel 27 kann dabei bezüg ¬ lich des Federvorrichtungssitzes 26 entweder um eine axiale Achse drehbar gelagert sein oder an dem Federvorrichtungs ¬ sitzes 26 starr befestigt sein.

Der vordere Endabschnitt 25a der Federvorrichtung 25 ist an einem Gegenlagersitz 28 gelagert. Durch den Gegenlagersitz 28 hindurch ist die Versorgungsleitung 17, insbesondere zusammen mit dem Schutzschlauch 20 aus- und einziehbar, also verschiebbar gelagert. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbei ¬ spiels wird der Gegenlagersitz 28 von einem Kugelgelenksring 28a gebildet, welcher zumindest in axialer Richtung starr, ggf. aber um einen gewissen Winkel schwenkbar in einem Kugelgelenkssitz 29 gelagert ist. Der Kugelgelenksring 28a kann aber auch völlig starr mit dem Kugelgelenkssitz 29 verbunden sein. Allerdings ist erfindungsgemäß der Gegenlagersitz 28, insbesondere im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Kugelgelenksring 28a und der Kugelgelenkssitz 29, bezüglich desjenigen Gliedes G1-G7 des Industrieroboters 1, z.B. Glied G4 verstellbar, insbesondere elastisch verstellbar gelagert, an welchem die gesamte Leitungsführungsvorrichtung 16 gelagert bzw. befestigt ist.

So wird im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine erfindungsgemäße Versteilvorrichtung 30 von einem die Federvorrichtung 25 umgebenden Wellschlauch 31 gebildet, der ein mit einer Befestigungsvorrichtung 32 verbundenes festes Wellschlauchende 31b aufweist und ein dem festen Wellschlauchende 31b gegenüberliegendes freies Wellschlauchende 31a aufweist, an dem der Gegenlagersitz 28, bzw. der Kugelgelenksring 28a und der Kugelgelenkssitz 29 befestigt ist. Der Wellschlauch 31 ist in Richtung seiner axialen Erstreckung zumindest weitgehend starr ausgebildet, jedoch in einer zu seiner axialen Erstreckung senkrechten Richtung flexibel ausgebildet. Eine zumindest weitgehend starre Ausbildung des Wellschlauches 31 in Richtung seiner axialen Erstreckung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeit des Wellschlauches 31 in axia- 1er Richtung zumindest größer ist, als die Steifigkeit, d.h. die Federsteifigkeit der Federwendel 27, bzw. der Federvor ¬ richtung 25 allgemein. Der Wellschlauch 31 soll demgemäß in axialer Richtung weniger elastisch sein, als die Federvorrichtung 25 bzw. die Federwendel 27. Die Befestigungsvorrichtung 32 ist ausgebildet, die Leitungs- führungsvorrichtung 16 an einem Glied G1-G7 des Roboterarms 5, insbesondere an dem Glied G4 zu befestigen.

Mittels der Versteilvorrichtung 30, insbesondere mittels des Wellschlauches 31 ist der Gegenlagersitz 28, bzw. sind der Kugelgelenksring 28a und der Kugelgelenkssitz 29 bezüglich der Befestigungsvorrichtung 32 beweglich gelagert. Die Versteilvorrichtung 30 wird demgemäß zumindest weitgehend oder sogar vollständig durch Querkräfte bewegt, welche insbesonde ¬ re durch eine Zugkraft an dem freien Ende der Versorgungslei- tung 17, beispielsweise bei einer Drehung des Befestigungs ¬ flansches 11 des Industrieroboters 1, an dem das freie Ende der Versorgungsleitung 17 festgelegt ist, quer zur Auszugsrichtung A auftreten. Die Verstellvorrichtung 30 ist dabei ausgebildet, zumindest tendenziell die Leitungsführungsvor- richtung 16, insbesondere die Federvorrichtung 25 in Richtung der Auszugsrichtung A zu schwenken oder zu drehen. Sowohl eine Bewegung der Verstellvorrichtung 30 aus einer Grundposition in eine Auslenkungsposition kann alleine aufgrund dieser Querkräfte erfolgen, als auch eine Bewegung der Verstellvor- richtung 30 aus der Auslenkungsposition in die Grundposition kann alleine aufgrund dieser Querkräfte erfolgen. Alternativ kann eine Bewegung der Verstellvorrichtung 30 aus der Auslenkungsposition in die Grundposition durch eine separate Rück- Stellkraft erfolgen. Zur Erzeugung einer solchen Rückstellkraft kann erfindungsgemäß eine Rücksteileinrichtung 31.1 vorgesehen sein. Die Rücksteileinrichtung 31.1 kann beispielsweise ein separates Federglied aufweisen, das ausgebil- det ist, den Gegenlagersitz 28 aus einer ausgelenkten Position des Gegenlagersitzes 28 in eine Grundposition des Gegenla ¬ gersitzes 28 zurückzuführen. Alternativ kann beispielsweise der Wellschlauch 31 der Versteilvorrichtung 30 federelastisch sein, um den Gegenlagersitz 28 aus einer ausgelenkten Positi- on des Gegenlagersitzes 28 in eine Grundposition des Gegenla ¬ gersitzes 28 zurückzuführen. In diesem Falle kann also der Wellschlauch 31 aus einem Material hergestellt sein und/oder eine Gestalt aufweisen, wodurch der Wellschlauch 31 eine inhärente Rückstelleigenschaft, insbesondere Elastizität er- hält. Der Wellschlauch 31 kann beispielsweise aus Kunststoff oder aus Metall hergestellt sein.

Die RückStelleinrichtung 31.1 oder das separate Federglied, bzw. inhärent der Wellschlauch 31, kann zumindest in Auszugs ¬ richtung der Versorgungsleitung 17 eine Federsteifigkeit auf- weisen, die größer ist, als eine Federsteifigkeit der Feder ¬ vorrichtung 25 bzw. der Federwendel 27. Der Wellschlauch 31 soll dadurch in Richtung seiner axialen Erstreckung zumindest weitgehend starr ausgebildet sein, jedoch dabei in einer zu seiner axialen Erstreckung senkrechten Richtung, bzw. in Qu- errichtung flexibel ausgebildet sein.

Die RückStelleinrichtung 31.1 oder das separate Federglied, bzw. inhärent der Wellschlauch 31, soll dabei in Auszugsrichtung A der Versorgungsleitung 17 zumindest weitergehend oder vollständig starr ausgebildet sein, wo hingegen die Rückstel- leinrichtung 31.1 in wenigstens einer zur Auszugsrichtung A der Versorgungsleitung 17 senkrechten Richtung, bzw. in Querrichtung beweglich, insbesondere federelastisch beweglich ausgebildet sein soll. Der mit der Versorgungsleitung 19 fest verbundene Federvorrichtungssitz 26 ist in axialer Längserstreckung, d.h. in Auszugsrichtung A koaxial zum Wellschlauch 31 verstellbar innerhalb des Wellschlauches 31 geführt. Der Federvorrichtungs- sitz 26 kann dazu an seinem Außenmantel eine Gleitfläche auf ¬ weisen, welche ausgebildet ist, entlang der Innenmantelwand des Wellschlauches 31 in axialer Richtung zu gleiten. Wenn also die Versorgungsleitung 19 in Auszugsrichtung A herausgezogen wird, dann wird der Federvorrichtungssitz 26 aus der in Fig. 3 gezeigten hinteren Position nach vorne bewegt. Die Innenmantelwand des Wellschlauches 31 bildet insoweit eine Gleitschiebeführung für der Federvorrichtungssitz 26.

Im Falle des in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiels der Leitungsführungsvorrichtung 16 wird die Rücksteileinrichtung 31.1 also durch eine flexible Ausgestal ¬ tung des Wellschlauches 31 gebildet.

Das freie Wellschlauchende 31a des Wellschlauches 31 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels außenumfangssei- tig mit einer Stoßdämpfungseinrichtung 33 versehen. Die Stoß- dämpfungseinrichtung 33 ist hier einteilig mit dem Kugelge ¬ lenkssitz 29 ausgebildet. Die Stoßdämpfungseinrichtung 33 bzw. der Kugelgelenkssitz 29 kann dabei ausgebildet sein, das freie Wellschlauchende 31a und/oder den Gegenlagersitz 28 vor Beschädigung zu schützen, wenn es während eine Bewegung der Leitungsführungsvorrichtung 16 beispielsweise gegen ein Glied G1-G7 des Industrieroboters 1 schlägt. Die Stoßdämpfungsein ¬ richtung 33 bzw. der Kugelgelenkssitz 29 kann dazu aus einem elastischen Kunststoff hergestellt sein. Die Stoßdämpfungs ¬ einrichtung 33 bzw. der Kugelgelenkssitz 29 kann insbesondere zum nachträglichen Austauschen bzw. Ersetzen ausgebildet sein .