11 kn. de publicación: ES kint. Cl. 5 : B25J 17/02

Transcripción

1 k 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 kn. de publicación: ES kint. Cl. : B2J 17/02 B2J 9/10 B2J 19/00 12 k TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA T3 86 knúmero de solicitud europea: k Fecha de presentación : k Número de publicación de la solicitud: k Fecha de publicación de la solicitud: k 4 Título: Muñeca para un robot o autómata industrial. k 30 Prioridad: IT TO010 /91 k 73 Titular/es: Comau S.p.A. Via Rivalta 30 I-1009 Grugliasco (Torino), IT k 4 Fecha de la publicación de la mención BOPI: k 72 Inventor/es: Orsi, Mario y Amparore, Mauro k 4 Fecha de la publicación del folleto de patente: k 74 Agente: Isern Jara, Jorge 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 unas muñecas para robots o autómatas industriales. Durante algún tiempo el solicitante ha fabricado una muñeca para un robot o autómata industrial, con: - un primer cuerpo, pretendido para ser conducido por el extremo distal de un brazo de robot o autómata, con eje longitudinal, - un segundo cuerpo giratorio en el primer cuerpo, alrededor de un segundo eje, entrecruzando el eje longitudinal del brazo del robot o autómata, en ángulo recto. - un tercer cuerpo giratorio sobre el segundo cuerpo, alrededor de un tercer eje, entrecruzando el segundo eje, en ángulo recto. - un primer y segundo motores eléctricos para girar el segundo y tercer cuerpos, respectivamente, y - un primer y segundo grupo reductor de la marca Harmonic Drive interpuestos en la conexión entre el primer y el segundo cuerpo yenlaconexión entre el segundo motor y el tercer cuerpo, respectivamente. - incluyendo cada grupo reductor: - un elemento portador de cargas, sujeto al primer cuerpo o al segundo cuerpo, respectivamente, - un rotor de entrada, sostenido para girar sobre el elemento portador de carga, mediante un cojinete de rodillos, y - un rotor de salida, coaxial con el rotor de entrada, sostenido para girar mediante un cojinete de rodillos sobre una estructura sujeta al elemento portador de cargas. En el robot o autómata antes citado, fabricado anteriormente por el solicitante, los dos motoresparaimpulsarlamuñeca eran conducidos por la estructura del brazo del robot o autómata y conectados a los dos cuerpos giratorios de la muñeca, mediante transmisiones mecánicas, para que la activación de uno sólo de los motores no solamente girara el cuerpo giratorio respectivo, sino que también afectara al giro del otro cuerpo giratoriodelamuñeca. Al objeto de girar el segundo cuerpo o el tercer cuerpo solamente, fue necesario por tanto accionar los dos motores, según un criterio prefijado. Otra desventaja de la solución conocida consistía en el hecho de que la estructura que sostenía al rotor de salida de cada grupo reductor para girar no formaba parte del grupo reductor, sino que era parte de la muñeca del robot o autómata. Por consiguiente, al montar la muñeca, tenía que instalarse un cojinete de rodillos, entre la estructura de apoyo y el rotor de salida del grupo reductor. En consecuencia, el montaje resultaba laborioso y excesivamente prolongado Con el fin de evitar estos problemas, el objeto de la presente invención es una muñeca del tipo indicado anteriormente, que se caracteriza porque: a) se monta un primer motor eléctrico sobre el primer cuerpo, b) se monta el segundo motor eléctrico sobre el segundo cuerpo, y en cada uno de los dos grupos reductores, la estructura sostiene al rotor de salida del grupo reductor para girar y se halla constituída por el elemento portador de cargas que forma parte del grupo reductor. Estas características resuelven los problemas de la práctica anterior. Primero, cada uno de los dos motores eléctricos puede girar el cuerpo movido por los mismos, sin ocasionar un giro parasítico del otro cuerpo. Segundo, cada uno de los dos grupos reductores puede ser montado fácilmente, sujetando su elemento portador de cargas al cuerpo respectivo, sin necesidad de disponer ni situar un cojinete adicional, separado del grupo reductor. Describiremos ahora al grupo haciendo referencia a los dibujos anexos, simplemente facilitados a título de ejemplo no exhaustivo, y en los cuales: La figura 1 es una vista esquemática en perspectiva de una muñeca de robot o autómata, según la presente invención. La figura 2 es una sección tomada en la línea II-II de la figura 1. La figura 3 es una vista del detalle indicado por la flecha III de la figura 2, a escala ampliada, y La figura 4 es una vista del detalle indicado por la flecha IV de la figura 2, a escala ampliada. La figura 1 presenta una muñeca para un robot o autómata industrial articulado, incluyendo un primer cuerpo 1 sujeto al extremo distal de un brazo articulado 2 del robot o autómata. En una aplicación típica, se pretende utilizar la muñeca 1enunrobotoautómata articulado con seis ejes del tipo fabricado y vendido por el solicitante, por ejemplo, bajo la marca comercial SMART. Este robot o autómata conocido, incluye una base giratoria sobre un soporte fijo alrededor de un eje vertical (este eje se define corrientemente por los expertos como el eje 1 del robot o autómata). A su vez, la base tiene una estructura giratoria alrededor de un eje horizontal (el eje 2 del robot o autómata). Esta estructura a su vez, tiene un brazo que se articula alrededor de otro eje horizontal (el eje 3 ) y tiene una sección final giratoria alrededor del eje longitudinal (el eje 4 ) del brazo. La sección final del brazo, a su vez, contiene una muñeca con otros dos ejes de articulación (el eje y el eje 6 del robot o autómata) y tiene un útil de trabajo en su extremo. La presente invención se refiere en especial, alaestructuradelamuñeca. La sección 2 en la figura 1 es la sección final del brazo del robot oautómata giratorio alrededor de su eje longitudinal 3 en relación con el resto del brazo (no ilustrado).

3 3 ES T3 4 En la realización ilustrada (véase también la figura 2), el extremo del cuerpo hueco de la sección 2 tiene una brida 4 sujeta al cuerpo 1 de la muñeca mediante tornillos. Y con referencia todavía a la realización ilustrada, el cuerpo 1 de la muñeca tiene una configuración sustancialmente en forma de S con una primera sección la centrada con el eje longitudinal 3 del brazo 2, una segunda sección 1b extendida lateralmente a 90 en el eje longitudinal 3 y una tercera sección 1c que se extiende longitudinalmente, pero a lo largo de una línea paralela separada del eje longitudinal 3. La sección final 1c del cuerpo 1 de la muñeca sostiene un segundo cuerpo 7 para girar alrededor de un eje 6. El eje 6 entrecruza al eje 3, en ángulo recto. El cuerpo 7 a su vez sostiene, para girar alrededor de un eje 8, a un tercer cuerpo 9 que constituye la sección final de la muñeca, a la cual el útil de trabajo se pretende sujetar. El eje 8 es perpendicular al eje 6. Sin embargo, en la realización ilustrada, los tres ejes 3, 6 y 8 se entrecruzan entre sí enun sólo punto C. Según la terminología antes citada de utilización corriente por los expertos en el sector de la robótica, los ejes 6 y 8 ilustrados en la figura 1 constituyen el eje y el eje 6 del robot o autómata. En la muñeca, según la presente invención, el cuerpo 9 gira en relación con el cuerpo 7, alrededor del eje 8 por medio de un motor eléctrico 10, cuyo armazón se monta sobre el cuerpo 7. Especialmente, el armazón del motor 10 tiene una brida 10a sujeta a la estructura del cuerpo 7, por medio de tornillos 11. El eje de salida del motor 10 se indica como 12 y gira el cuerpo 9 por medio de un grupo reductor 13 del tipo que se vende con la marca comercial Harmonic Drive por la empresa Harmonic Drive System GmbH. Este grupo reductor, indicado generalmente 13, incluye un elemento anular portador de cargas 14 sujeto al cuerpo 7 mediante tornillos 1 (sólo uno de los cuales es visible en las figuras 2 y 4). El grupo reductor 13 incluye también un rotor de entrada 16 giratorio en el elemento portador de cargas 14 con la interposición de un cojinete 17a. En la realización de la figura 4, el rotor de entrada 16 se mueve por medio del eje 12 del motor eléctrico con la interposición de un acoplamiento elástico 17 y un elemento de transmisión en forma de copa 18, cuya base se conecta al eje 12 por medio del acoplamiento 17 y cuya embocadura tiene una brida anular conectada al rotor de entrada 16 mediante tornillos (no ilustrados). El rotor de entrada 16 sostiene, mediante una pareja de cojinetes de rodillos 19, a un engranaje anular 20 que se engrana con los juegos de dientes internos del elemento 14 y en un rotor de salida 21, tiene cada juego un número de dientes distinto. Los detalles estructurales del grupo reductor 13 sin embargo, pueden ser de cualquier tipo conocido y no entran en el ámbito de la presente invención. El aspecto importante a subrayar es que el grupo reductor 13 es del tipo, según el cual el rotor de salida 21 se sostiene para girar, mediante un cojinete de rodillos 22, con la estructura portadora de cargas 14 misma y por un anillo 14a sujeto al elemento 14 mediante los tornillos Esto ya constituye una diferencia entre el conjuntodelamuñeca, según la presente invención, de las soluciones conocidas, en las cuales los grupos reductores Harmonic Drive utilizados fueron del tipo, cuyo rotor de salida no se hallaba sostenido para girar por el elemento portador de cargas del mismo grupo reductor, sino por la estructura 7 de la muñeca, por medio de un cojinete de rodillos que no formaba parte del grupo reductor y por tanto tuvo que instalarse y montarse, al ser colocado el grupo reductor en la muñeca. Con referencia a las figuras 2 y 3, el cuerpo 7 gira alrededor del eje 6 mediante un motor eléctrico 20, cuyo armazón tiene una brida 20a sujeta a la estructura del cuerpo 1. El eje geométrico del eje mecánico 21 del motor 20 es perpendicular al eje geométrico 3 y el eje mecánico 21 gira el cuerpo 7 por medio de una transmisión mecánica que incluye una polea 22 montada sobre el eje 21 y una correa de transmisión 23 para transmitir la rotación desde la polea22alapolea24,queasuvezgiraelcuerpo7 por medio de un grupo reductor 2 al igual que el grupo 13 anteriormente descrito. Especialmente (figura 3), la polea 24 se halla sujeta por los tornillos 26 al rotor de entrada 27 del grupo reductor 2. El rotor 27 se halla sostenido para girar en el elemento anular portador de cargas 29 del grupo reductor 2, mediante un cojinete 28. El elemento portador de cargas 29 se sujeta a la estructura del cuerpo 1 mediante los tornillos 30 y sostiene al rotor de salida 32 para girar, mediante un cojinete de rodillo 31, el rotor de salida 32 se sujeta directamente al cuerpo 7 de la muñeca, mediante los tornillos 33a. El rotor de entrada 27 del grupo reductor 2 sostiene también por medio de los cojinetes 34, un engranaje anular 33 que engrana con los juegos de dientes internos sobre el elemento portador de cargas 29 y sobre el rotor de salida 32, teniendo cada juego un número de dientes distinto. Se interpone también un cojinete 3 entre el rotor de entrada 27 y el rotor de salida 32. Los conductores para la corriente eléctrica al electromotor 20 se alojan en una simple funda 40 extendida a través de la estructura hueca del brazo 2 (figura 2). Los conductores eléctricos para el motor 10 se extienden también a través de la estructura hueca del brazo 2 y tienen una sección helicoidal 0 con su eje coincidente con el eje 6, que alcanza al motor 10 a través de la estructura hueca del cuerpo 1. La sección helicoidal 0 de los conductores eléctricos para el motor 10 se monta previamente en un cartucho 1 de material plástico con un cuerpo tubular cilíndrico y una brida final 2 sujeta a la estructura del cuerpo 7, mediante tornillos (no ilustrados), el cuerpo tubular del cartucho 1 tiene una pared final 2 con un agujero 3 a través del cual puede pasar la parte final de la sección helicoidal de los conductores 0. Este dispositivo impide que el cable pueda enroscarse, cuando el cuerpo 7 gire alrededor del eje 6. Queda claramente manifiesto con la descripción anterior, que cada uno de los dos motores 10 y 20 puede girar el cuerpo respectivo 7, 9, alrededor de su eje 6, 8, sin ocasionar giros parasíticos en el otro cuerpo. De otra parte, se simplifica 3

4 ES T3 6 el montaje de la muñeca, especialmente, porque pueden montarse los grupos reductores, simplemente sujetando sus elementos portadores de cargas, a la estructura del cuerpo 1 y del cuerpo 7 respectivamente, sin necesidad de elementos de apoyo adicionales, como pudieran ser los cojinetes de rodillos, entre la estructura del grupo reductor ylaestructuradelamuñeca. Naturalmente, el principio de la presente in- 10 vención permanece inalterable, los detalles de la construcción y lasformasde su realización pueden variar sin embargo, ampliamente con respecto a las descritas e ilustradas, simplemente a título de ejemplo. Así tenemos que, la muñeca, según la presente invención, puede aplicarse a un robot o autómata industrial cartesiano, o sea, a un robot o autómata del tipo con cursores móviles, a lo largo de tres ejes mutuamente perpendiculares

5 7 ES T3 8 REIVINDICACIONES 1. Una muñeca para un robot o autómata industrial, con: - un primer cuerpo (1) pretendido para ser contenido en el extremo distal (2) de un brazo de robot o autómata con un eje longitudinal (3), - un segundo cuerpo (7) giratorio sobre el primer cuerpo (1) alrededor de un segundo eje (6), que entrecruza el eje longitudinal (3) del brazo del robot o autómata, en ángulo recto, - un tercer cuerpo (9) giratorio sobre el segundo cuerpo (7) alrededor de un tercer eje (8), que entrecruza al segundo eje (6), en ángulo recto, - unos primer y segundo motores eléctricos (20, 10) para girar al segundo y tercer cuerpos (7, 9) respectivamente, y - unos primer y segundo grupos reductores (2, 13) de la marca comercial Harmonic Drive, interpuestos en conexión entre el primer motor (20) y el segundo cuerpo (7) yenconexión entre el segundo motor (10) y el tercer cuerpo (9), respectivamente, - cada uno de dichos grupos reductores (2, 13) incluyendo: - un elemento portador de cargas (29, 14) sujeto al primer cuerpo (1) o al segundo cuerpo (7), respectivamente, - un rotor de entrada (27, 16) sostenido para girar sobre el elemento portador de cargas (29, 14) mediante un cojinete de bolas (28, 17a) y - un rotor de salida (32, 21) sostenido para girar mediante un cojinete de rodillos, sobre una estructura sujeta al elemento portador de cargas (29, 14), caracterizada porque: a) el primer motor eléctrico (20) está contenido en el primer cuerpo (1), b) el segundo motor eléctrico (10) está contenido en el segundo cuerpo (7), y c) la estructura que sostiene al rotor de salida de cada grupo reductor para girar, se halla constituída por el elemento portador de cargas que forma parte del grupo reductor. 2. Una muñeca, según la reivindicación 1, caracterizada porque el primer motor (20) se monta con su eje perpendicular al eje longitudinal (3) del brazo del robot o autómata y mueve al segundo cuerpo (7) por medio de una correa de transmisión (22, 23, 24) y el primer grupo reductor (2), que se monta para que su eje coincida con el segundo eje (6). 3. Una muñeca, según la reivindicación 2, caracterizada porque se monta el segundo motor (10) sobre el segundo cuerpo (7) con su eje coincidiendo con el tercer eje (8) y su eje de salida (12) y mueve al tercer cuerpo (9) con la interposición del segundo grupo reductor (13) que se monta, para que su eje coincida con el tercer eje (8). 4. Una muñeca, según la reivindicación 1, caracterizada porque el primer cuerpo (1) tiene una configuración sustancialmente en forma de S, para que el eje longitudinal (3) del brazo del robot o autómata y el segundo y tercer ejes (6, 8) se entrecrucen entre sí en un solo punto.. Una muñeca para robot o autómata, según la reivindicación 1, caracterizada porque los conductores eléctricos del segundo electromotor (10) contenidos en el segundo cuerpo (7) están sostenidos dentro del primer cuerpo (1) y cruzan el primer grupo reductor (2) a lo largo de su sentido axial. 6. Una muñeca de robot o autómata, según la reivindicación, caracterizada porque los conductores eléctricos del segundo electromotor (10) tienen unas secciones helicoidales, cuyos ejes coinciden con el segundo eje (6) y se hallan dispuestos en un cartucho tubular cilíndrico sujeto al segundo cuerpo (7) 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.

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