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1、(10)申请公布号 CN 103418903 A (43)申请公布日 2013.12.04 CN 103418903 A *CN103418903A* (21)申请号 201310178815.4 (22)申请日 2013.05.15 12168084.7 2012.05.15 EP B23K 11/31(2006.01) B23K 11/11(2006.01) B23K 11/36(2006.01) (71)申请人 康茂股份公司 地址 意大利格卢格里阿斯科 （都灵） (72)发明人 F. 费雷罗 E. 莫莱蒂 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 原绍辉 。
2、谭祐祥 (54) 发明名称 用于多轴线工业机器人的电点焊头和包括这 种头的机器人 (57) 摘要 一种用于多轴线工业机器人的电点焊头具 有紧凑的构造， 特别是在从用于附连到机器人 腕部的头的端部朝向焊接电极 (101,102) 的纵 向上。这个结果主要由于以下现实而实现 ： 安 装于头上的电变压器 (T) 具有连接到电极保持 臂 (103,104) 的其输出极 (118,119)， 电极保持 臂 (103,104) 分别布置于变压器 (T) 的主体的前 壁 (121) 上、 和变压器的主体的端壁 (124) 上， 用 于连接到头的电极保持臂 (103,104)。焊接头的 结构由壳体 (105)。
3、 完全地覆盖， 壳体 (105) 具有 后开口和前开口， 后开口用于连接到机器人腕部 (20)， 焊接头的电极臂 (103,104) 从前开口突伸。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 8 页 附图 18 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书8页 附图18页 (10)申请公布号 CN 103418903 A CN 103418903 A *CN103418903A* 1/2 页 2 1. 一种用于多轴线工业机器人的电点焊头， 包括 ： - 支承结构 (110)， 具有用于附连到机器人腕部 (20) 的端部， 。
4、-一对焊接电极(101, 102)， 由安装于所述支承结构(110)上的相应电极保持臂(103, 104) 所承载， - 其中所述电极保持臂 (103) 中至少一个在打开位置与关闭位置之间可移动地安装于 所述头 (100) 的所述支承结构 (110) 上， - 促动器 (116)， 用于驱动安装于所述支承结构 (110) 上的所述可移动的臂 (103) ； 以 及 - 电变压器 (T)， 用于向所述焊接电极 (101, 102) 施加电焊电压， 具有外壳， 所述外 壳具有朝向附连到所述机器人腕部的所述后端部的后壁 (121)， 与所述后壁相对的前壁 (120)， 平行于所述电极保持臂 (103。
5、, 104) 的总平面的两个侧壁 (122)， 以及两个端壁 (123, 124)， 所述变压器还包括用于连接所述焊接头的电力电缆的电连接器 (D1)， 和电连 接到所述两个电极保持臂 (103, 104) 的所述变压器 (T) 的两个输出极 (118, 119)， 所述焊接头的特征在于， 电连接到所述两个电极保持臂 (103, 104) 的所述变压器 (T) 的所述两个输出极(118, 119)布置于所述变压器(T)壳体的不同壁上， 优选地一个在前壁 (121) 上、 而另一个在端壁 (124) 上。 2.根据权利要求1所述的焊接头， 其特征在于， 所述焊接头的结构完全地由壳体(105) 覆。
6、盖， 所述壳体 (105) 包括两个联接在一起的由塑料制成的横向侧半壳 (105a, 105b)， 具 有与所述两个电极保持臂的总平面平行的主壁， 所述壳体具有后开口和前开口， 所述后开 口用于将所述焊接头 (100) 的支承结构连接到由所述机器人腕部所承载的凸缘 (F)， 所述 焊接头 (100) 的所述两个电极保持臂 (103, 104) 从所述前开口突伸。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的焊接头， 其特征在于， 所述焊接头的所述支承结构 (110) 包括彼此平行并且间隔开的两个支承板 (111)， 所述两个支承板 (111) 刚性地彼此连接并 且平行于所述两个电极保持臂 (103,。
7、 104) 的总平面， 所述电极保持臂、 所述变压器 (T) 和 所述促动器安装于所述支承板 (111) 之间。 4.根据权利要求3所述的焊接头， 其特征在于， 所述支承板(111)固定到用于附连到由 所述机器人腕部承载的所述凸缘 (F) 上的支架 (108) 的后部， 具有 U 形构造， 且其中两个翼 形件 (109) 分别固定到所述两个支承板 (111) 并且后壁 (107) 用于附连到所述凸缘 (F)。 5. 根据前述权利要求中任一项所述的焊接头， 其特征在于， 所述头具备用于直接连接 属于所述机器人的供应电缆和供应管的电连接器(D1, D2)和流体连接器， 并且因此不具有 计划连接到所。
8、述机器人的电缆和 / 或管的电缆和 / 或其自己的管。 6. 根据前述权利要求中任一项所述的焊接头， 其特征在于， 所述电变压器 (T) 的所 述输出极 (118, 119) 具有圆柱形主体， 所述圆柱形主体具有连接到所述焊接电极 (101 , 102) 的冷却回路上的用于制冷剂流体的内部通路。 7. 多轴线工业机器人， 包括 ： - 基座结构 (12)， - 铰接的机器人腕部 (20) ； 以及 - 将所述基座结构 (12) 连接到所述机器人腕部 (20) 的一系列相互铰接的机器人元件 (13, 14, 16, 18)， 权 利 要 求 书 CN 103418903 A 2 2/2 页 3 。
9、其中所述机器人腕部 (20) 终止于凸缘 (F)， 所述凸缘 (F) 用于附连需要电力供应和 / 或流体供应的电点焊头 (100)， - 其中穿过所述系列相互铰接的机器人元件 (12, 13, 14, 16, 18) 和穿过所述机器 人腕部 (20)， 限定一种连续内部通路， 在所述内部通路中接纳用于通往所述工具 (100) 的 所述电力供应和 / 或所述流体供应的一个或多个电缆和 / 或管， 其特征在于， 所述机器人包括根据权利要求 1 所述的焊接头， 并且所述电缆和 / 或管 (C) 在穿过所述凸缘 (F) 形成的通路 (F1) 中不间断地持续、 且直到所述焊接头 (100)， 由此 所述。
10、电缆和 / 或管完全地布置于所述机器人内侧和所述焊接头内侧， 而不需要铺设与所述 凸缘 (F) 相对应的、 连接到所述机器人的电缆和管的所述头 (100) 的单独电缆或管。 权 利 要 求 书 CN 103418903 A 3 1/8 页 4 用于多轴线工业机器人的电点焊头和包括这种头的机器人 技术领域 0001 本发明涉及用于多轴线工业机器人的电点焊头的领域， 为包括下列元件的类型 ： - 一种支承结构， 具有用于附连到机器人腕部的端部， - 一对焊接电极， 由安装于所述支承结构上的相应电极保持臂所承载， - 其中所述电极保持臂中至少一个在打开位置与关闭位置之间可移动地安装于所述头 的支承结。
11、构上， - 促动器， 用于操作安装于所述支承结构上的所述可移动的臂 ； 以及 - 电力变压器， 用于向焊接电极施加电焊电压， 具有壳体， 所述壳体具有一种朝向用于 附连到机器人腕部的所述后端部的后壁、 和一种与后壁相对的前壁， 两个与由两个电极保 持臂所限定的总平面相平行的侧壁， 以及两个端壁， 所述变压器还包括一种用于连接所述 焊接头的电力电缆的电连接器， 和变压器的电连接到两个电极保持臂上的两个输出极。 发明内容 0002 本发明的目的在于实现一种焊接头， 其具有紧凑的尺寸， 特别是在从被布置成用 于附连到机器人腕部的头的端部朝向焊接电极的纵向上。 0003 本发明的另一目的在于实现一种头。
12、， 其保证了保护与头相关联的电缆和 / 或管， 在生产设备中使用机器人期间防止 / 免受外来物体干扰的风险， 且特别是电缆和 / 或管由 于向工业生产线中存在的侵蚀性外来介质 / 试剂 ( 焊接飞溅、 污垢等 ) 暴露而早期劣化的 风险。这种劣化实际上意味着在已知的装置中， 线束 (harnessing) 的频繁替换 ( 多达每年 或每两年一次 )， 因而导致机器人停工和低生产率。 0004 为了实现这些目的， 本发明涉及具有上文所规定特征的焊接头并且特征还在于以 下现实 ： 变压器的电连接到两个电极保持臂上的两个输出极被布置成一个在前壁上、 并且 另一个在变压器壳体的端壁上。 0005 由于。
13、这种设置， 将电变压器的输出极连接到相应电极臂上的联结条带可被布置呈 保证焊接头的更紧凑大小的构造， 特别是在头的纵向， 即， 在从布置成用于附连到机器人腕 部的头的端部朝向焊接电极的方向上。 0006 根据另一优选特征， 焊接头的结构完全地由壳体覆盖， 壳体由两个联接在一起的 塑料的横向侧半壳材料所形成， 具有与两个电极保持臂的总平面平行的主壁， 所述壳体具 有后开口和前开口， 后开口用于将焊接头的支承结构连接到由机器人腕部所承载的凸缘， 且焊接头的两个电极保持臂从前开口突伸。 0007 本发明的头优选地用于机器人中， 机器人为包括下列元件的类型 ： 基座结构 ； 铰 接的机器人腕部 ； 以。
14、及将所述基座结构连接到所述机器人腕部的一系列相互铰接的机器人 元件， 其中所述机器人腕部额外地终止于凸缘， 一种需要电力供应和 / 或流体供应的工具 被刚性地连接到凸缘， 且其中穿过所述系列相互铰接的机器人元件和穿过所述机器人腕部 限定了一种内部连续通路， 在内部连续通路中接纳了用于到工具的所述电力供应和 / 或所 述流体供应的一个或多个电缆和 / 或管。 说 明 书 CN 103418903 A 4 2/8 页 5 0008 上文所规定类型的一种机器人例如在本申请者所拥有的文献 U.S. 8,006,586 B2 中描述和示出。 0009 在上文所规定类型的机器人中， 用于向由机器人所承载的。
15、焊接头进行电力供应和 /或流体供应的电缆和管的线束具有若干问题。 一方面， 必需准备用于这些电缆和管的固持 和引导系统， 其最小化了在生产线中在使用机器人期间可能干扰或者变得缠住外来物体的 风险。另一方面， 也必需引导这些电缆或管以便尽可能减小在机器人移动期间它们可能经 受的弯曲变形和扭转， 并且特别地以便减轻电缆由于向常常存在于工业生产线中的侵蚀性 外部介质 / 试剂 ( 焊接飞溅、 污垢等 ) 暴露而造成的劣化。电缆向这些介质暴露常常导致 这些部件更严重和提早的磨损， 结果是导致必须更频繁地 ( 甚至在首次使用后仅一年或两 年 ) 替换电缆和管， 因此需要机器人的更大数量的停工和更低的生产。
16、率。最后， 将线束制备 为使得其替换可以用简单和快速的方式来执行也是重要的。 0010 根据另一方面， 本发明也涉及一种多轴线工业机器人， 包括根据本发明的一种紧 凑焊接头并且特征还在于以下现实 ： 用于到焊接头的电力供应和 / 或流体供应的所述电缆 和 / 或管在穿过机器人的所述凸缘形成的通路中不间断地继续直到该头， 由此所述电缆和 / 或管被完全地布置于机器人内侧和头内侧， 而不需要设置针对于与所述凸缘相对应， 连接 到机器人的电缆和管上的头的单独电缆或管， 不是如已知方案中那样。 0011 因此， 在此具体优选实施例中， 根据本发明的焊接头具备用于与属于机器人的供 应电缆和管直接连接的电。
17、连接器和流体连接器， 并且因此不具有意图用于连接到机器人的 电缆和 / 或管上的其自身的电缆和 / 或管。 0012 这种方案的一种本质的优点在于对供应电缆和管的总体完全地保护避免了在已 知方案中所确定的由于在工业环境中存在的侵蚀性外部介质 / 试剂 ( 焊接飞溅、 污垢等 ) 所决定的这些部件的提早磨损。 由本申请者进行的实验已允许我们预测本发明将得到在机 器人线束的更少替换方面的显著优点， 已知线束的平均持续时间可从大约 1.5 至 2 年的最 短时间改变为约 8 至 10 年的最短时间， 几乎与机器人的寿命相当。因此， 本发明能够产生 在机器人使用实践中的实际性突破。 0013 当然， 。
18、根据本发明的紧凑焊接头也可用于传统类型的机器人中。 0014 而且， 其中到机器人的电缆和 / 或内部管持续不间断地直到安装于机器人上的焊 接头的上文所述的机器人也可结合一种常规焊接头、 或者利用任何其它类型的工具而使 用， 并且因此， 这种机器人也形成了本申请者的共同待决的专利申请的主题。 0015 还应当指出的是， 出于易于维护的原因， 用于向工具供应流体的管仍可具备与工 具相关联的、 并且借助于快速联接件而连接到与机器人相关联的相对应管的一种分离的端 部。在此情况下， 本发明的基本原理仍适用于与机器人相关联的电气电缆 ( 用于电力和 / 或信号 )。 附图说明 0016 将参考仅以非限制。
19、性示例给出的附图来描述本发明， 在附图中 ： 图 1 为根据本发明的焊接头的第一实施例的透视图， 图 2 为图 1 的焊接头的内部结构的示意侧视图， 图 3 为图 1 的焊接头的内部结构的透视图， 说 明 书 CN 103418903 A 5 3/8 页 6 图 4 为布置于图 1 的焊接头中的电变压器的透视图， 图 5 至图 8 为以放大比例示出图 2 中所示的内部结构的各种细节的透视图， 图 9 为根据发明的焊接头的第二实施例的透视图， 图 10 为图 9 的焊接头的内部结构的示意侧视图， 图 11 为图 9 的焊接头的内部结构的透视图， 图 12 为从本申请者的文献 U.S. 8,006。
20、,586 B2， 根据现有技术的多轴线工业机器人的 示意图， 在此处仅以举例说明的方式报告了机器人， 本发明的焊接头可应用于机器人上， 图 13 为以放大比例和以截面图示出了图 12 的机器人腕部的视图， 图 14 为根据本发明的机器人的第一实施例的立视侧视图， 图 15 为本发明的机器人的第二实施例的示意透视图， 图 16 为图 14 的机器人的透视图， 且移除了焊接头， 图 17 为图 3 的机器人的另一局部剖切的示意侧视图 ； 以及 图 18 为以放大比例， 在机器人的凸缘与焊接头的支承结构之间的连接支架的透视图。 具体实施方式 0017 图 1 示出了根据本发明的焊接头的第一实施例的透。
21、视图。数字 100 总体上指示焊 接头， 包括由相应电极保持臂 103、 104 所承载的两个焊接电极 101、 102。由壳体 105 隐藏 了头的内部结构， 具有后开口和前开口， 后开口用于连接到机器人腕部且焊接头的电极臂 103、 104从前开口突伸。 壳体105由联接在一起的两个横向侧半壳105a、 105b所形成， 具有 主壁， 主壁平行于由两个电极保持臂 103、 104 所限定的总平面并且由锁定拉杆 （tie rod） 106 锁定。图 1 还示出了一种连接凸缘 108 的后壁 107， 在图 18 中最佳地示出， 用于将机器 人腕部的凸缘 F 连接到焊接头的支承结构。如图 18。
22、 中所示， 支架 108 包括后壁 107 和两个 翼形件 109， 这两个翼形件 109 平行并且间隔开， 从后壁 107 正交地突伸出。 0018 参看图 2、 图 3， 焊接头 100 包括一种支承结构 110， 支承结构 110 包括两个钢板 111， 两个钢板 111 平行并且间隔开， 刚性地连接到彼此并且平行于由两个电极保持臂 103、 104所限定的总平面， 这两个电极保持臂103、 104安装于两个板之间。 电极保持臂104的结 构由螺钉刚性地连接到固定至两个板 11 的内表面上的一对支架 112( 图 3)。电极保持臂 103 的结构替代地连接到一种振荡臂 113， 振荡臂 。
23、113 绕振荡轴线 114 而铰接地安装于两个 板 111 之间、 并且其由机电促动器 116 的杆 115 控制， 其也安装于两个板 111 之间。促动器 116 本身为已知的类型， 包括电动马达， 齿轮箱和由电动马达经由齿轮单元旋转地放置的螺 母。螺母的旋转造成螺接 / 旋拧于其内的螺钉的线性移动， 这个螺钉连接到杆 115。促动 器 116 的部件并未在此处示出， 因为， 如所描述的那样， 这个促动器可根据任何已知的构造 实现， 并且从附图排除了这些细节从而使得附图更便于和易于理解。 0019 电焊电流跨所述电极 101、 102 而被载运 / 运送， 使之通过臂 103、 104 的结。
24、构， 臂 103、 104 由铝制成并且具有中空棱柱构造， 且侧壁具有减轻孔 117。臂 103、 104 的主体被电 连接到布置于焊接头的支承结构的两个板 11 之间的电力变压器 T 的两个输出极 118、 119。 0020 而且也参看图 4， 变压器 T 的主体具有一种后壁 120， 后壁 120 朝向机器人的凸缘 ； 与它相反的前壁 121 ； 两个侧壁 122 ； 以及端壁 123 和 124( 在图示方位中， 分别为上和下 )。 0021 根据本发明的功能性特征， 其允许将特定紧凑性转给焊接头， 变压器 T 的两个输 说 明 书 CN 103418903 A 6 4/8 页 7 出。
25、极 118 和 119 布置于变压器主体的不同壁上。在图示示例中， 极 118 设置于前壁 121 上， 而极 119 设置于下端壁 124 上。极 118、 119 也借助于具有总体 U 形构造 ( 图 2) 的可弹性变 形的条带 125 和具有总体 U 形构造的也可弹性变形的条带 126 而电连接到相应臂 103、 104 的结构。将变压器 T 的两个输出极之一 ( 具体地极 119) 布置于变压器 T 的下壁 124 上允 许了减小在变压器 T 与电极保持臂 103、 104 之间在图 2 的水平方向上的距离。因此， 头的 大小导致了在其纵向上特别减小， 即， 在从机器人的凸缘朝向焊接电。
26、极 101、 102 的方向上。 0022 变压器 T 和焊接电极 101、 102 二者需要流体制冷。因此， 在来自机器人的电缆和 管的束中， 包括了制冷剂流体的至少一个递送管和制冷剂流体的至少一个返回管。参看图 4、 图5和图6， 制冷剂流体的递送管将制冷剂流体首先发送到设置于变压器T内侧的冷却回 路(未图示)。 从内部冷却回路到变压器T， 制冷剂流体流动通过两个通道127a、 127b， 两个 通道 127a、 127b 分别形成于构成所述变压器 T 输出极 118、 119 的圆柱形主体中。管道 127a 从主体 118 在径向突伸， 而管道 127b 在终端主体 119 的端部上同轴。
27、地突伸。在管道 127a、 127b的输出端处， 布置了用于连接管的连接器(未图示)， 连接管将制冷剂流体分别引导至 臂 103 和电极 101、 并且引导至臂 104 和电极 102。特别地 ( 参看图 2)， 电极 101 然后通过 一种穿过臂 103 内腔而布置的柔性管 128 来接收制冷剂流体， 由电极 101 加热的制冷剂流 体然后被输送到另一柔性管 129 内， 其也布置于臂 103 的内腔中。管 128、 129 的近端经由 连接器 130 而被连接 ( 参看图 2 和图 7)。两个连接器 130 之一由一种柔性管连接到布置于 管道127a(图5)的出口端上的连接器， 而另一连接。
28、器130连接到一种柔性管(未图示)， 柔 性管返回到机器人的内侧， 而不穿过变压器T。 这个管道将制冷剂返回流体从电极101运送 / 载运到机器人。此外， 在臂 104 内， 设置了两个柔性管 131、 132， 用于将制冷剂流体发送到 电极 102 和用于使已冷却了电极 102 的制冷剂流体返回。两个柔性管以 131、 132 指示， 并 且被连接到两个连接器 133( 图 2 和图 8)。两个连接器 133 之一借助于柔性管 ( 未图示 ) 而被连接到布置于管道 127b( 图 6) 的出口端上的连接器， 而另一连接器 133 被连接到直接 地返回到机器人内侧的柔性管。 0023 附图中的。
29、图 4 为也示出在变压器 T 的后壁 120 上设置一种三极电连接器 D1， 用于 连接电力电缆与在平行于头的横向的方向 ( 即， 正交于两个臂的总平面的方向 ) 上对准的 三个极。在壁 120 上也布置了用于电信号电缆的电连接器 D2。在头整合于机器人中并且并 不具备其自己的电缆和 / 或管的应用的情况下， 这样的连接器计划用于接纳直接地来自机 器人的电缆。 但是， 如已经指示的那样， 根据本发明的头也可用于任何已知的和常规类型的 机器人中， 其中头能快速地连接到机器人腕部， 并且具备连接到属于机器人的电缆和管的 其供应电缆和管。 0024 附图中的图 9 为示出图 1 的变型的透视图， 对。
30、应于具有焊接头的滑动臂的型式。 在此图中， 与图 1 的那些零件共同的零件由相同的附图标记来标注。而且， 在此情况下， 焊 接头 100 的结构由壳体 105 完全地覆盖， 壳体 105 包括由拉杆连接器件 106 接合在一起的 两个半壳 105a、 105b。在图 10、 图 11 中可看出图 9 的焊接头的支承结构。其本质上类似于 在上文已经描述的型式的支承结构， 除了在此情况下， 固定臂 104 具有肘形构造， 以此方式 使得， 电极 102 安置于促动器 116 的轴线上。其它臂 103 由在棱柱引导件 200 内的可滑动 地引导的杆构成， 棱柱引导件 200 由固定到头结构的板 11。
31、1 上的两个板 201 在端部处承载。 杆 103 在其端部处连接到促动器 116 的杆以便可沿着促动器 116 的轴线在打开位置与关闭 说 明 书 CN 103418903 A 7 5/8 页 8 位置之间线性地移位， 在打开位置， 电极 101、 102 间隔开 ； 在关闭位置， 这些电极彼此接触。 变压器T的布置与上文所描述的布置相同， 且其中， 变压器T的输出极被安置于变压器的前 壁和下壁上。在此情况下， 可弹性变形的条带 125 具有水平地定向 ( 图 10) 而不是如图 2 的型式的情况下竖直地定向的 U 形构造， 并且被直接地连接到构成臂 103 的杆。而且， 在此 情况下， 当。
32、然， 电极的冷却回路类似于在上文中参考图2所描述的冷却回路， 其在图10中未 示出， 为了使视图更加简化。 0025 如重复地声明的， 根据本发明的焊接头可用于已知类型的任何机器人上。仅举例 说明， 图 12 示出了从文献 U.S. 8,006,586 B2 已知的机器人。 0026 在图 12 中所示的示例的情况下， 机器人 10 包括一种基座结构 12， 基座结构 12 支 承着一种可绕第一竖直轴线 I 旋转的立柱 (upright)13。立柱 13 继而支承着一种竖直臂 14， 竖直臂 14 可绕水平地指向的第二轴线 II 旋转。竖直臂 14 的上端继而支承着一种结构 16， 结构 16。
33、 支承着臂 18， 可绕水平地指向的第三轴线 III 旋转。臂 18 由结构 16 绕第四轴 线 IV 加以支承， 第四轴线 IV 与臂 18 的主轴线重合。臂 18 的远端承载着一种铰接的腕部 20， 铰接的腕部 20 被以放大比例并且在图 13 中以截面图示出。如在以下截面图中显然的， 腕部 20 的主要特征在于以下现实 ： 其为中空腕部， 适于限定一种在其本身内的连续通路， 在连续通路中能引导该工具的供应电缆和管的束。 但是， 显然， 本发明的教导内容也适用于 一种具有任何不同构造的机器人， 和特别地一种具有与此处以举例说明的方式示出的构造 不同构造的中空腕部。 0027 参看图13， 。
34、腕部20包括第一基本上肘形的中空主体22， 并且包括第一端和第二端 和通往这些端部的通过腔。第一中空主体 22 的第一端计划借助于螺钉 19 而刚性地连接到 可绕轴线 IV 旋转的机器人臂 18。而且， 腕部 20 包括一种第二基本上肘形中空主体 24， 并 且包括第一端和第二端、 以及一种通往这些端部的通过腔。第二中空主体 24 的第一端安装 到第一中空主体 22 的第二端上， 可绕相对于第一轴线 IV 倾斜的 V 轴线旋转。腕部 20 最终 包括第三中空主体26， 第三中空主体26包括第一端和第二端以及通往这些端的通过腔。 第 三中空主体的第一端安装于第二中空主体24的第二端上， 可绕相对。
35、于第二轴线V倾斜的轴 线 VI 旋转。 0028 如已经指示的那样， 所述第一中空主体22、 第二中空主体24和第三中空主体26的 通过腔形成了一种沿着轴线 IV、 V、 VI 的连续通路， 用于电力和 / 或流体供应的电缆和 / 或 管以及与由第三中空主体 26 所承载的凸缘 F 相关联的工具的控制件穿过这些连续通路而 布置。所述通路具有相当大容量， 由此， 其可接纳的电缆和 / 或管的总数是相当大的。 0029 例如， 在工具为电点焊头的情况下， 穿过机器人腕部的内部通路的电力供应线包 括制冷剂流体的两个递送管， 制冷剂流体的两个返回管， 用于头的电驱动马达的控制信号 的电缆， 这种电动马。
36、达的电力电缆， 多总线电缆 (multi-bus cable)， 以及用于电焊电流的 三个电力供应电缆 ( 或者， 替代地， 具有三根线的单根电绳 (power cord)。 0030 同样， 参考图示示例， 轴线 IV 和 VI 相对于轴线 V 以介于约 50与 70之间的角 度倾斜。优选地， 这个倾斜角为 60。这种旋转轴线 V 相对于轴线 IV 和 VI 的倾斜的选择 允许得到机器人腕部的宽工作范围， 并且同时， 保证了在腕部内的电缆和 / 或管的简单并 且连续的通路。如可以看出的， 在轴线 IV、 V、 VI 共面的情况下， 它们限定了一种 Z 形构造。 0031 同样， 参考图示示例。
37、， 在臂18与中空主体22之间的连接处设置用于第一组齿轮马 说 明 书 CN 103418903 A 8 6/8 页 9 达 27 的外壳。根据第一中空主体 22 的、 和计划联接到机器人臂 18 的其圆柱形部的大小， 用于第一齿轮马达 27 的外壳可完全 / 完整地包含于第一中空主体 22 内， 或者甚至部分地 在机器人臂 18 内， 但总是以这样的方式使得， 第一齿轮马达 27 实质上包括于由臂 18 和第 一中空主体 22 的几何形状所限定的体积内， 特别地参考这个臂的截面的大小。与第二中空 主体 24 相对应， 设置了用于第二齿轮马达 29 的另一外壳。特别地， 如在图 13 中可看出。
38、， 中 空主体 24 在外部在其侧壁上设有座， 其中第二齿轮马达 29 基本上平行于轴线 VI 定向地接 纳于该座中。由于中空主体 22 和 24 的肘形构造， 发现了齿轮马达 29 与中空主体 22 的壁 间隔开以便永不干扰中空主体， 无论由中空主体 24 相对于中空主体 22 所占据的角位置如 何。上文所描述的齿轮马达 29 的特定布置允许维持腕部的横向大小在有限的阈值内。而 且， 由于当由中空主体 24 使齿轮马达 29 旋转时， 齿轮马达 29 相对于轴线 V 以等于轴线 VI 相对于轴线V的倾斜角(在此情况下等于约60)而倾斜， 限制了对抗所述齿轮马达29的 旋转运动的惯性力。 00。
39、32 在第一中空主体22与第二中空主体24之间布置了已知类型的单个交叉的滚柱轴 承 33， 具有内圈 32 并且刚性地连接到第一中空主体 22， 而外圈 34 刚性地连接到第二中空 主体 24。单个交叉滚柱轴承 37 也设置于第二中空主体 24 与第三中空主体 26 之间， 其中外 圈 36 刚性地连接到第二中空主体 24、 而内圈 38 刚性地连接到第三中空主体 26。 0033 每个齿轮马达 27、 29 包括马达 28、 30， 联接凸缘 31， 上文已经指示的齿轮箱 40， 和 小齿轮 42、 46。齿轮箱 40 的特征在于高传动比并且优选地为周转型 （epicyclic） 或协调 (。
40、harmonic) 型。每个齿轮箱 40 在其端部之一处通过联接凸缘 31 而联接到其相对马达 28、 30。联接凸缘由螺钉 35a 连接到马达 28、 30， 并且借助于其它螺钉 35b 连接到齿轮箱。 0034 在另一端处， 齿轮箱40承载着用于传递运动的小齿轮42、 46， 小齿轮42、 46现借助 于多个螺钉 35c 固定。包括第一马达 28、 齿轮箱 40 和小锥齿轮 42 的第一齿轮马达 27 由螺 钉固定成与相应外壳的底部的壁 39 抵接。在外壳底部的壁 39 与小锥齿轮 42 所固定到的 齿轮箱的端部之间插置了一种用于固定和调整空隙的凸缘 41。在腕部的组装期间， 套管 41 。
41、的厚度被调适以便获得成对的锥齿轮的正确啮合。小锥齿轮 42 与环形锥齿圈 44 的内齿相 啮合， 并且这借助于螺钉 ( 未图示 ) 固定到轴承 33 的外圈 34， 刚性地连接到第二中空主体 24。包括第二马达 30、 齿轮箱 40、 和圆柱形小齿轮 46 的第二齿轮马达 29 被插入于在第二 中空主体 24 中所形成的外壳内， 并且借助于螺钉而固定成与所述外壳的底部的壁 43 相抵 接。圆柱形小齿轮 46 与固定到轴承 37 的内圈 38 上的圆柱形环形轮 48 相啮合。来自马达 28 的旋转运动通过齿轮箱 40 转换并且转移到小锥齿轮 42， 小锥齿轮 42 旋转了刚性地连接 到轴承 33。
42、 的外圈 34 上的环形锥齿圈 44， 轴承 33 继而固定到第二中空主体 24。以此方式， 执行了第二中空主体 24 绕轴线 V 的旋转。当启动第二马达 30 时， 旋转通过所述齿轮箱 40 而被转移到圆柱形小齿轮 46。圆柱形小齿轮 46 与轮缸 48 相啮合， 轮缸 48 被刚性地连接到 内圈 38 和第三中空主体 26。以此方式执行了第三中空主体 26 绕轴线 VI 的旋转。 0035 腕部的内腔允许了计划与凸缘 F 相关联的焊接头的供应电缆和 / 或管道 C 通过。 这些电缆和 / 或管道 C 与套管 47 相关联。 0036 根据本发明的焊接头的可能的应用提供了上文所描述的图 12。
43、、 图 13 中所示的已 知类型的机器人的头的安装。 根据现有技术， 借助于一种快速附连系统来执行了这种组装， 并且提供了在属于机器人的供应电缆和管与属于头的电缆和管之间的连接。 说 明 书 CN 103418903 A 9 7/8 页 10 0037 另一特别有利的应用为 ： 其提供了根据本发明的焊接头到上文所规定类型的机器 人内的完全整合， 这排除了头的电缆和管、 以及机器人的电缆和管到设置于头上的连接件 的直接连接。这种整合也可利用与形成本发明主题的焊接头不同的焊接头、 或者由任何其 它类型的工具来实现， 并且因此， 其也形成本申请人共同待决的专利申请的主题。 0038 附图中的图 14。
44、 示出了具有整合的头的机器人的本方案的第一变型。在此图中， 与 图 12 中的那些零件共同的零件由相同的附图标记来标注。 0039 图14示出了其中图1的焊接头整合到机器人内的实施例， 其中两个电极保持臂之 一为固定的， 而另一臂振荡地安装。然而， 作为具有振荡臂的这样的焊接头的替代， 可能设 置图 9 中所示类型的焊接头， 其中两个电极保持臂之一为固定的而另一个为可线性地滑动 的， 如在图 17 中具体地示出。 0040 如图17中所示， 图示的机器人和图12的已知机器人共有以下现实 ： 穿过整个系列 机器人元件和穿过机器人腕部， 限定了一种连续内部通路， 在连续内部通路中接纳了供应 电缆和。
45、管的束 C。在图 17 中， 图示出了所有电缆和管被包含在单个柔性护套内的罩壳， 但 当然， 这个特征并非至关重要的， 并且电缆和管的束可沿着其延伸部简单地设置多个拧紧 / 张紧夹具。 0041 在已知机器人的情况下， 并且在图 12、 图 13 中所示的已知机器人的具体情况下， 供应电缆和管的束对应于与机器人相关联的工具的连接凸缘 F 而中断。通常， 这样的凸缘 具备用于使布置于机器人上的电缆和管与安装于机器人上的焊接头所关联的单独电缆和 / 或管道连接着的多个连接件。 0042 与这种布置对照， 在图14至图17的机器人中， 并不提供由机器人所承载的焊接头 的快速替换， 并且焊接头并不具备。
46、当头安装于机器人凸缘上时连接到机器人的电缆和管上 的单独电缆和管。如可在图 16、 图 17 中清楚地看出， 在这些图中所示的机器人的情况下， 穿过机器人的整个延伸部和中空机器人腕部的电缆和管在一种穿过所述凸缘 F、 F1( 图 16) 而形成的、 直到在布置于焊接头结构内的电变压器 T 上所设置的一种输入连接器的通路中 连续不间断。 0043 如将会从下文的描述显然的， 因此本发明提供一种横穿整个机器人、 机器人腕部 并且到达工具板上的使用者装备的单个电缆束， 从而使得电缆和管的束的整个延伸部被完 全地包含于机器人的结构内， 在腕部的结构内并且在焊接头的结构内。 0044 因此， 在图 14。
47、 至图 17 中所示的具体应用的情况下， 焊接头被完全地整合到机器 人内， 从而使得机器人和焊接头一起形成单一的 “焊接机” ， 而没有在 “机器人” 部分与 “工 具” 部分之间的任何区分， 并且没有快速替换所述工具的任何可能性。这种方案， 与从文献 U.S. 8,006,586 B2 已知的方案相比具有不提供用于在机器人的电缆和管与布置于焊接头 的板上的单独电缆和管之间连接的任何连接器， 并且因此并不带来这种已知方案的任何缺 陷， 其中与头相关联的、 从机器人的凸缘朝向头延伸的电缆和管至少部分地向外侧暴露。 0045 如已经了解的， 通过提供用于焊接头的外壳体 105 而进一步改进了这个优。
48、点， 外 壳体 105 形成机器人主体的延长部、 并且完全地隐藏了延伸超过机器人凸缘的电缆和管的 伸展部。 0046 图 15 示出了本发明的另一应用， 其中机器人 10 具有与图 14 的机器人的结构基本 上相同的、 但安装于相反位置的结构， 并且基座结构 12 固定到工业设备的 “顶板” 13( 一种 说 明 书 CN 103418903 A 10 8/8 页 11 顶置 / 吊顶框架 )。 0047 图16示出拆卸了焊接头的图14的机器人， 并且如在根据本发明的机器人中， 突出 显示了电缆和管的束 C 穿过机器人凸缘 F 的中心开口 F1 出来、 并且直接地继续直到直接连 接到设置于焊接。
49、头内侧的电连接器和液压联接件上的连接器 R。因而， 束 C 从机器人的基 座一直到在机器人的结构内、 和在焊接头 100 的壳体 105 内侧的保持完全隐藏的焊接头内 侧的装备， 而没有任何暴露的部分， 即使在机器人的凸缘 F 与焊接头内侧的装备之间的最 终伸展中， 并且在机器人凸缘处无电缆或管的任何中断或连接。这种设置如在上文中已经 描述的那样， 可在图 17 中明显地看出， 其以举例说明的方式指滑动电极类型的焊接头的情 况， 应了解到其也可立即适用于具有振荡臂的焊接头的情况。 0048 当然， 在不影响到 / 没有不利于本发明的原理的情况下， 相对于单纯举例描述和 图示的内容， 在不偏离本发明的范围的情况下， 构造和实施例的细节可有很大差别。 0049 特别地， 如一再指出的那样， 根据本发明的焊接头可用于任何类型的机器人中， 这 里例解的应用仅以优选示例的方式给出。 说 明 书 CN 103418903 A 11 1/18 页 12 图 1 说 明 书 附 图 CN 103418903 A 12 2/18 页 13 图 2 说 明 书 附 图 CN 103418903 A 。