11 kn. de publicación: ES kint. Cl. 6 : B25J 9/10

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1 k 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 kn. de publicación: ES kint. Cl. 6 : B25J 9/10 B25J 17/02 B25J 9/04 B25J 19/00 12 k TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA T3 86 k Número de solicitud europea: k Fecha de presentación : k Número de publicación de la solicitud: k Fecha de publicación de la solicitud: k 54 Título: Robot industrial con engranajes reductores integrados. k 30 Prioridad: IT TO k 73 Titular/es: Comau S.p.A. Via Rivalta Grugliasco (Torino), IT k 45 Fecha de la publicación de la mención BOPI: k 72 Inventor/es: Mauletti, Enrico k 45 Fecha de la publicación del folleto de patente: k 74 Agente: Curell Suñol, Marcelino ES T3 Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, Madrid

2 1 ES T3 2 DESCRIPCION La presente invención se refiere a robots industriales del tipo indicado en el preámbulo de la reivindicación 1. Un robot de este tipo se expone en el documento US-A Según la técnica convencional, los motores eléctricos y los engranajes reductores son unidades independientes con respecto a la estructura de los distintos elementos articulados del robot, montándose tales unidades en estos elementos cuando se monta el robot. Sin embargo, esta solución no es totalmente satisfactoria desde el punto de vista de la simplicidad de fabricación y montaje, puesto que requiere, en particular, llevar a cabo un cierto número de operaciones de ajuste una vez que los engranajes reductores han sido montados en las respectivas estructuras de soporte, con el correspondiente incremento en los costes de fabricación. El objetivo de la presente invención es proporcionar un robot industrial del tipo especificado al comienzo, que debe producirse particularmente, aunque no exclusivamente, como robot de pequeño tamaño, por ejemplo, para llevar a cabo operaciones de soldadura al arco o para manipular artículos relativamente ligeros, con una estructura relativamente simple compuesta de un reducido número de piezas y que puede montarse con operaciones fáciles y rápidas. Para conseguir este objetivo, la invención proporciona un robot industrial del tipo indicado al comienzo y que además tiene las características indicadas en la parte caracterizadora de la reivindicación 1. Debido a dichas características, la estructura del robot se simplifica grandemente y comprende un número de piezas muy reducido. Las operaciones para el montaje del robot son sencillas y rápidas, puesto que las distintas piezas del engranaje reductor están soportadas directamente por la estructura de los elementos respectivos del robot y no requieren ajuste de su posición. Es preferente la solución que permite el uso de pares de piñones rectos (aun cuando son posibles otras soluciones) desde los puntos de vista de simplicidad y economía de fabricación, simplicidad en la eliminación de holguras y simplicidad de montaje. Además es posible proveer al uso de engranajes reductores idénticos entre sí enlasdistintas partes del robot, para permitir con ello un cierto grado de modularidad en la producción. Otras características y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto por la descripción que sigue con referencia a los dibujos ajenos, que se dan puramente por vía de ejemplo no limitativo, en los cuales: la figura 1 es una vista en perspectiva de una forma de realización del robot según la invención, la figura 2 es una vista parcial, a escala ampliada y en sección transversal de un detalle del robot de la figura 1, la figura 3 es una vista del brazo que forma parte del robot de la figura 1, la figura 4 es una vista en sección transversal tomada por la línea IV-IV de la figura 3, la figura 5 es otra vista parcial, a escala ampliada y en sección transversal de otro detalle del robot de la figura 1, y las figuras 6 y 7 son una vista frontal y una vista en sección transversal del brazo de la figura 3 que muestran los pasos de los cables para la alimentación de energía eléctrica del robot. Con referencia a la figura 1, las flechas curvas indicadas respectivamente con las referencias 1, 2, 3, 4, 5 y 6 designan los seis ejes de articulación del robot. Este último se designa globalmente con la referencia 7 y comprende una base inferior 8 sobre la cual está montada una columna 9 giratoria sobre el eje vertical 1. La columna 9 a su vez soporta un brazo 10 giratorio sobre el eje horizontal 2. El brazo 10 a su vez soporta la estructura 11 de antebrazo que gira sobre el eje horizontal 3. El antebrazo se prolonga en un vástago 12 que está soportado por la estructura 11 y es giratorio sobre el eje 4 del robot, que coincide con el eje longitudinal del antebrazo 11. El vástago 12 termina en una muñeca del robot 13 que está articulada sobre dos ejes 5, 6 perpendiculares entre sí. Más precisamente, la muñeca 13 incluye un cuerpo 14 que está fijo al extremo libre del vástago 12, un cuerpo 15 montado en el cuerpo 14 giratorio sobre el eje 5 y un cuerpo 16 montado en el cuerpo 15 giratorio sobre el eje 6. La figura 2 muestra en detalle el montaje giratorio de la columna 9 sobre la base 8. Esta última tiene una estructura 8a, representada sólo parcialmente en la figura 2, sobre la cual está fijo por medio de tornillos17 un árbol vertical 18 cuyo eje coincide con el eje 1. El árbol 18 es hueco, para permitir el paso de los cables de alimentación de energía eléctrica al robot. El árbol 18 soporta un cuerpo 20 giratorio sobre el eje 1 mediante cojinetes de rodillos cónicos 19, por encima del cual está fija, mediante tornillos 21, la estructura de la columna 9. Además,enelcuerpo20estámontada una tapa 22 sobre la cual está fijounmotor eléctrico 23 para accionar el giro de la columna 9 sobre el eje 1. La tapa 22 define junto con el cuerpo 20 una cámara cerrada 24 que contiene una transmisión por engranajes reductores que conecta el árbol del motor 23 con el árbol 18. Por tanto, el cuerpo 20, junto con la tapa 22, define el alojamiento de un engranaje reductor que de este modo está integrado en el robot. El árbol de entrada del engranaje reductor es el árbol del motor eléctrico 23, indicado por 23a, mientras que el árbol de salida del engranaje reductor es el árbol 18. Como el árbol 18 está fijo, la acción del motor eléctrico 23 produce el giro sobre el árbol 18 de toda la estructura constituida por el cuerpo 20, la tapa 22 y la columna 9 montada en él. Detallando más,elárbol 23a del motor eléctrico 23 tiene un piñón recto 25 que engrana con la rueda dentada 26, que también tiene un dentado recto. La rueda dentada 26 está montada en un árbol 27 que gira libremente mediante un juego de cojinetes de rodillos 28 sobre una estructura de soporte que está fija mediante tornillos 29 al cuerpo 20. En el árbol 27 también está montado un piñón recto 30, que engrana con la rueda dentada 31 que también tiene un dentado recto y está fijaal árbol 18 con tornillos 32. El árbol 23a del motor eléctrico 23 y el árbol 18 están conectados por tanto entre sí através de dos pares de engranajes que proporcionan una doble reducción.

3 3 ES T3 4 Las figuras 3, 4 muestran el brazo 10 del robot de la figura 1, cuyos extremos tienen dos engranajes reductores integrados en ellos para producir el giro del brazo 10 sobre el eje 2 y el giro del antebrazo 11 sobre el eje 3 respectivamente. El brazo 10 tiene un cuerpo 33 obtenido por fundición, por ejemplo de aleación ligera o de acero, que está montado giratorio mediante cojinetes de rodillos cónicos 34 sobre el árbol 35 que tiene su eje coincidiendo con el eje 2 del robot y está fijo a la estructura de la columna 9 con tornillos 36. En su parte más baja, el cuerpo 33 está dotado de una tapa 37 sobre la cual está fijopormediode tornillos 38 un motor eléctrico 39 que acciona el giro del brazo 10 sobre el eje 2. También en este caso, la estructura 33 del brazo, junto con la tapa 37, definen el alojamiento de un engranaje reductor cuyas partes giratorias están soportadas directamente por dichos elementos y conectan el árbol del motoreléctrico 39 con el árbol 35, en este caso através de tres reducciones sucesivas. También en este caso, el árbol 35 es hueco para permitir el paso de los cables de alimentación de energía eléctrica al robot, como quedará más claro en la descripción de las figuras 6, 7. Además igualmente en este caso, como el árbol 35 está fijoalaestructura de la columna 9, la actuación del motor eléctrico 39 da lugar al giro de toda la estructura 33 del brazo 10 sobre el eje 2. Detallando más, el árbol 39a del motor eléctrico 39 tiene un piñón de dientes rector 40, que engrana con una rueda dentada 41 (figura 3) que es coaxial con otro piñón 42. Este último engrana con otra rueda dentada 43 coaxial con el piñón 44. Este último engrana con una rueda dentada 45 que está montada sobre el árbol 35. Por tanto, los tres pares de engranajes 40, 41; 42, 43 y 44, 45 proporcionan una triple reducción en la transmisión del giro del motor 39 a la estructura 33, que soporta este motor, sobre el eje 2. En el extremo opuesto del brazo 10, la estructura 33 soporta un árbol 47 giratorio sobre el eje 3 por medio de cojinetes de rodillos cónicos 46, este árbol también es hueco para permitir el paso de cables de alimentación al robot. El árbol 47 está fijo mediante tornillos 48 a una pestaña 49 de la estructura 11 del antebrazo. En esta parte del cuerpo 33 del brazo 10 está montada una tapa 50 que define junto con el brazo 33 el alojamiento de otro engranaje reductor que conecta el árbol de un motor eléctrico 51 que está fijopormedio de tornillo 52 a la tapa 50, con el árbol 47. En este caso, el árbol 51a del motor eléctrico 51 tiene montado un piñón 53 que engrana con una rueda dentada 54 que es a su vez coaxial con un piñón 55 que engrana con otra rueda dentada 56 montada sobre el árbol 47. Como queda claro por la descripción que antecede, el brazo 10 tiene una estructura en la cual están integrados dos engranajes reductores que accionan el giro sobre los ejes 2, 3 y están directamente conectados con el propio brazo. La figura 5 muestra en detalle la pestaña 49 que está fija al árbol47ysoportalaestructura11delantebrazo. La estructura 11 soporta el vástago 12 giratorio sobre el eje 4, por medio de cojinetes de bolas 57. El giro del vástago 12 sobre el eje 4 es accionado por un motor eléctrico 58 que está fijo con tornillos 59 a la estructura 11 y está conectado al vástago 12 a través de un engranaje reductor cuyo alojamiento está constituido por la propia estructura 11, que tiene una configuración sustancialmente cilíndrica (figura 1) y una tapa 60 que cierra la cavidad de la estructura 11 por un extremo. Endetalle,elárboldesalida61delmotoreléctrico 58 tiene un piñón 62 que engrana con una rueda dentada 63 que es coaxial con un piñón 64 que engrana a su vez con otra rueda dentada 65 montada sobre el vástago 12. De esta manera, este último es accionado por el motor eléctrico 58 através de una doble reducción. Con referencia a la figura 1, finalmente la muñeca 13 comprende dos motores eléctricos 66, 67 para accionar el giro de los elementos 15 y 16 sobre los ejes 5, 6. El giro del elemento 15 es accionado por un engranaje reductor integrado dentro del elemento 14 (no representado) sustancialmente idéntico al engranaje reductor asociado con el elemento 11. El engranaje reductor que acciona el elemento 16 es, por el contrario, un engranaje de tipo convencional, que no está integrado en la estructura, básicamente porque el tamaño de la muñeca es muy reducido. Por tanto, la estructura de este engranaje reductor no se ilustra aquí, ya que puede ser de cualquier tipo conocido. Sin embargo, está claro que el engranaje reductor asociado con el eje 6 del robot también podría estar integrado en la estructura del propio robot. Como se ilustra en lo que antecede, el robot que se ha descrito está adaptado particularmente para proporcionarse en forma de un robot de tamaño relativamente pequeño para llevar a cabo operaciones de soldadura al arco o manipular artículos relativamente ligeros. En una forma de realización construida por el solicitante, se ha dispuesto un pequeño robot del tipo arriba descrito, con una capacidad de carga de 8 kilos. Las figuras 6, 7 ilustran las partes ya descritas y muestran la utilidad de los árboles huecos para permitir el paso de los cables de alimentación del robot. De la descripción que antecede queda claramente de manifiesto que el robot según la invención está caracterizado por una gran simplicidad y un número de piezas reducido. Efectivamente los distintos engranajes reductores del robot no forman unidades separadas, sino que están totalmente integrados en la estructura del robot, lo cual, además de reducir en gran manera el número de componentes, simplifica notablemente las operaciones de montaje y ajuste del robot, puesto que se elimina la necesidad de llevar a cabo las operaciones de ajuste que normalmente son necesarias con los robots convencionales. Naturalmente, mientras el principio de la invención se mantenga el mismo, los detalles de construcción y las realizaciones pueden variar ampliamente con respecto a lo que se ha descrito e ilustrado simplemente a título de ejemplo, sin separarse del alcance de la presente invención, tal como se define en la reivindicación. 3

4 5 ES T3 6 REIVINDICACIONES 1. Robot industrial, que comprende una pluralidad de elementos (8, 9,10, 11, 12; 71, 10, 72) unidos unos a otros de forma articulada alrededor de respectivos ejes de articulación (1-6) y provisto de una pluralidad de motores eléctricos (23, 39, 51, 58) para impulsar en rotación cada elemento articulado del robot alrededor del respectivo eje de articulación (1-6) y con un engranaje reductor interpuesto en la uniónentre cada motor eléctrico y el respectivo elemento impulsado, en que cada engranaje reductor comprende un alojamiento que soporta una transmisión reductora interna, en el que para por lo menos algunos de dichos elementos articulados del robot (8, 9, 10, 11, 14, 71, 10, 72) el respectivo engranaje reductor está integrado en la estructura del elemento del robot, de modo que dicha estructura constituye el alojamiento del engranaje reductor y soporta la transmisión de engranajes del engranaje reductor, en el que cada uno de dichos engranajes reductores comprende un árbol de entrada (23a, 39a, 51a, 61) y un árbol de salida (18, 35, 47, 12) montados giratorios dentro de la estructura del respectivo elemento articulado (20, 33, 11) y por lo menos un par de engranajes rectos que se engranan mutuamente para conectar el árbol de entrada al árbol de salida según una relación de reducción predeterminada, en el que uno de los elementos articulados del robot es un brazo (10) que tiene ambos extremos unidos de forma articulada a otros elementos del robot (9, 11; 71, 72) y con cada extremo de dicho brazo (10) está asociado un motor eléctrico (39, 51) fijado a la estructura (33) del brazo (10) y un engranaje reductor (40-45) integrado en la estructura (33) del brazo, y que comprende por lo menos dos pares de ruedas dentadas, caracterizado porque dicho robot comprende una base (8), una columna (9) montada giratoria alrededor de un primer eje vertical (1) de la base (8), estando montado dicho brazo (10) giratorio en la columna (9) alrededor de un segundo eje horizontal (2), un antebrazo (11) montado giratorio en dicho brazo (10) alrededor de un tercer eje (3), paralelo a dicho segundo eje (2), un vástago (12) montado en la prolongación del antebrazo (11) y giratorio alrededor de un cuarto eje (4), coincidente con el eje longitudinal del antebrazo (11) y una muñeca montada en el extremo del vástago (12) y de forma articulada alrededor de ejes quinto y sexto (5, 6) que son mutuamente perpendiculares, y porque dichos engranajes reductores (40-45; 53-56) asociados con los extremos de dicho brazo (10) presentan árboles de salida (35, 47) que están conectados rígidamente con dicha columna (9) y dicho antebrazo (11) respectivamente y teniendo cada uno de ellos una configuración tubular que define un paso a través del cual están dispuestos los cables de alimentación de energía eléctrica del robot NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicación del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del , no producirán ningún efecto en España en la medida en que confieran protección a productos químicos y farmacéuticos como tales. Esta información no prejuzga que la patente esté o no incluída en la mencionada reserva. 4

5 ES T3 5

6 6 ES T3

7 ES T3 7

8 8 ES T3

9 ES T3 9

10 10 ES T3